DE521078C - Schaltwerk - Google Patents

Description

Es sind bereits Schaltwerksgetriebe bekannt, bei denen von einer Exzenter- oder Nockenscheibe aus eine Anzahl von Treibwellen schrittweise bewegt wird, die wiederum mit einer getriebenen Welle in Eingriff stehen und diese ununterbrochen bewegen, wobei durch Änderung der Exzentrizität oder der Kurvenform der treibenden Welle das Übersetzungsverhältnis geändert wird. Bei den Getrieben dieser Art wird gewöhnlich die Bewegung von der treibenden Welle mit Hilfe der erwähnten Exzenter oder Nocken durch Pleuelstangen oder Kurbeln auf die Treibwellen übertragen. Infolgedessen ergab sich zunächst eine Beschränkung des Übersetzungsverhältnisses, weil dieses von dem Verhältnis der Länge der Schwinge oder Pleuelstange von der Kurbellänge abhängig ist. Außerdem wirken diese Getriebe stoßweise, so daß die Bewegung der getriebenen Welle keine gleichmäßige, sondern eine ungleichförmige ist.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Übertragung der Bewegung von der treibenden Welle auf die Zwischenwelle durch Vermittlung von biegsamen Zuggliedern erfolgen zu lassen, auf die auf der einen Seite durch Drehung der treibenden Welle ein absatzweiser Zug ausgeübt wird und deren andere Enden um mit den Zwisehenwellen zu kuppelnde Scheiben, Trommeln o. dgl. herumgelegt sind.

Diese Einrichtungen vermeiden zwar die Nachteile der ersterwähnten Getriebeart, haben aber wiederum den Nachteil, daß keine gleichmäßige Bewegungsübertragung stattfindet, da sich die ungleichförmige Bewegung der von der treibenden Welle bewegten Exzenter, Schwinghebel 0. dgl., ebenfalls als ungleichmäßige Bewegung auf die getriebenen Zwischenwellen überträgt.

Die vorliegende Erfindung beseitigt nun diesen Übelstand dadurch, daß die von den Zuggliedern umfaßten Teile der Scheiben, Trommeln o. dgl., kurvenförmig so gestaltet sind, daß, unabhängig von der jeweiligen Zuggeschwindigkeit, eine gleichförmige Drehung der Zwischenwellen erfolgt.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung, und zwar ist

Abb. ι ein Querschnitt durch das Getriebe in Richtung der Linie A-B von Abb. 2.

Abb. 2 ist ein Schnitt durch Abb. 1 in Richtung der Linie C-D.

Abb. 3 ist eine Einzeldarstellung der Exzenterverstellung in vergrößertem Maßstabe.

Abb. 4 zeigt schematisch den Antrieb bei verschiedener Exzentereinstellung, und

Abb. 5 ist eine vergleichende Darstellung der Charakteristik des neuen Getriebes- im Gegensatz zu den bekannten Kurbelgetrieben. ■

In Abb. ι und 2 der Zeichnung ist 1 das Gehäuse des Getriebes, welches mit Hilfe des Fußes 2 in beliebiger Weise an dem Fußboden oder 'einer Wand befestigt werden kann.

Das Gehäuse ist, wie aus Abb. 2 zu ersehen ist, zweiteilig, um an das Innere des Getriebe: herankommen zu können.

In dem Gehäuse ist auf der einen Seite die Antriebswelle 3 gelagert, auf welcher eine Trommel oder ein scheibenartiger Körper 4 angeordnet ist. Vorzugsweise ist diesem Körper 4 entsprechend ein in gleicher Weise aus gebildeter weiterer scheibenförmiger Körper 4' so angeordnet, daß zwischen den beiden Körpern 4 und 4' ein Zwischenraum vorhanden ist. Der Körper 4' wird mit der gleichen Um drehungsgeschwindigkeit, mit welcher die Welle 3 den Körper 4 treibt, angetrieben, so daß also die beiden Körper 4 und 4' synchron umlaufen. In den beiden Teilen 4 und 4' sind je ein Exzenter 5 bzw. 5' gelagert, die durch eine Welle 6 miteinander verbunden sind (vgl. auch Abb. 3). Die beiden Exzenter 5 besitzen an ihrem Umfange einen Schnekkenkranz 7, mit welchem eine Schnecke 8 in Eingriff steht, so daß man durch Drehen des Schneckenrades 8 die Exzenter innerhalb der Körper 4 bzw. 4' drehen und dadurch den radialen Abstand der Mittellinie der Welle 6 von der Drehachse der Welle 3 einstellen kann. Zum Zwecke der Drehung des Schneckenrades 8 ist dieses an seinen beiden Seiten mit Kupplungszähnen 9 bzw. 10 versehen, die nach Art von Sperrädern, so eingerichtet sind, daß sie nur nach einer Seite hin kuppeln, und zwar nimmt die eine Kupplung die Schneckenwelle 8 "in der einen Richtung und die andere Kupplung in der anderen Richtung mit. Die zu den Kupplungszähnen gehörigen Kupplungsteile 11 bzw. 12 sind auf der WeDe der Schnecke 8 axial verschiebbar eingerichtet und werden durch Federn 13, 14 in der Eingriffs st ellung mit den Kupplungszähnen gehalten. Wird demnach der Kupplungsteil 11 gedreht, so wird das Schneckenrad 8 in der einen Richtung mitgenommen, wobei die zweite Kupplung 12 an den zugehörigen Kupplungszähnen 10 entlanggleitet. Eine Drehung in umgekehrter Richtung erfolgt durch Drehung der Kupplung 12. Die Kupplungsteile 11 und 12 sind an ihrem äußeren Umfang als Zahnrad 15 bzw. 16 ausgebildet, und in diese beiden Zahnstangen greifen je !eine Zahnstange 17 bzw. 18 ein, die in dem Kopf 4 bzw. 4' gelagert sind. Ihre Enden ragen über die erwähnten Köpfe hinaus. Zu ihrer Bewegung dienen Hebel 19, die um eine Welle 20 schwingbar angeordnet sind. Die beiden Stangen 17 und 18 sind, wie aus Abb. 2 hervorgeht, gegeneinander versetzt an-.geordnet, und für jede von ihnen ist ein Hebel 19 vorgesehen. Durch Einstellung des Hebels 19 von Hand mit Hilfe einer in der Zeichnung nicht dargestellten Einstellvorrichtung am Gehäuse kann man bewirken, daß bei der Umdrehung des Körpers 4 bzw. 4' die mit dem betreffenden Hebel zusammenwirkende Zahnstange nach der einen oder anderen Richtung hin verschoben wird, wie insbesondere aus Abb. 3 zu ersehen ist.

Man kann demnach durch die Einstellung der Hebel 19 das Schneckenrads nach Belieben in der einen oder der anderen Richtung drehen und dadurch die Exzentrizität der Welle 6 gegenüber der Welle 3 in beliebiger Weise einstellen. Wenn, wie in Abb. 2 gezeigt, zwei Körper 4 und 4' vorhanden sind, um der Welle 6 eine doppelte Lagerung zu geben, muß man natürlich die entsprechenden Zahnstangen 17 und 18 beider Körper gleichzeitig und in gleichem Maße bewegen, um eine gleichförmige Einstellung der Welle 6 zu bekommen. Man wird deswegen die zugeordneten Hebel 19 vorzugsweise zu gemeinsamer Bewegung miteinander verbinden.

Auf der Welle 6 sitzt fest eine Hülse 2i, an welche mit Hilfe von Zapfen 23 die Enden von Bändern 24 angeschlossen sind. Diese Bänder sind um Scheiben 25 herumgeführt, und ihr zweites Ende ist an diesen Scheiben befestigt, so daß durch Ziehen an den Bändern 24 die Scheiben 25 in Umdrehung versetzt werden. An den gleichen Scheiben 25 greifen weitere Bänder oder Seile oder Schnuren 26 an, und die freien Enden je zweier Seile 26 sind unter Zwischenschaltung einer Feder 27" miteinander verbunden. Vorzugsweise wählt man etwas voneinander entfernt liegende Scheiben 25 zur Verbindung miteinander, d.h. bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist immer eine Scheibe 25 übersprungen, d.h. das Seil26, welches von der ersten Scheibe 25 kommt, ist mit dem entsprechenden Seil 26 der dritten Scheibe verbunden, das Seil der-zweiten Scheibe mit dem Seil der vierten Scheibe usw. Diese Seile 26 haben den Zweck, die Bänder 24 gespannt zu halten bzw. die Scheiben 28, die durch die Bänder 24 in der einen Richtung gedreht werden, beim Nachlassen des Zuges der Bänder 24 wieder in die Anfangslage zurückzudrehen. Wie aus Abb. 2 hervorgeht, liegt das Band 24 in der Mitte der Scheibe 25, und es ist zu beiden Seiten dieses Bandes je ein Seil no

26 vorgesehen. Die Umfläche der Scheibe 25, auf welcher das Band 24 läuft, ist nicht zylindrisch, sondern vielmehr ist die Scheibe 2 5, wie insbesondere aus Abb. 4 hervorgeht, mit einer kurvenförmig gestalteten Oberfläche

27 versehen, welche den Zweck hat, die von der Exzenterwelle 6 durch die Bänder 24 auf die Scheiben 25 übertragene Drehbewegung so zu gestalten, daß beim An- und Ablaufen des Bandes 24, welches natürlich Vorzugsweise aus Stahl hergestellt wird, der Scheibe 'eine gleichförmige Drehbewegung erteilt

wird, obwohl ja infolge der exzentrischen Bewegung der Welle 6 der Angriffspunkt des Bandes 24 an der Exzenterwelle 6 eine ungleichförmige Bewegung in radialer Richtung zurücklegt. Mindestens soll die Gleichförmigkeit der Drehbewegung der Scheibe 25 während derjenigen Zeit erzielt werden, in welcher die Übertragung der Bewegung von der Scheibe 25 auf die getriebene Welle in der noch anzugebenden Weise erfolgt. Die Scheiben 25 sind nach Art von Büchsen ausgebildet; sie sind auf Wellen 28 gelagert, und zwar unter Zwischenschaltung von Kugeln, Walzen oder ähnlichen Körpern 29 in der bei Freilaufkupplungen bekannten Weise, d. h. die Walzen, Kugeln o. dgl. liegen einerseits auf der Welle 28 auf, anderseits legen sie sich gegen exzentrische Flächen 30 an der Innenseite der büchsenförmigen Scheiben 25, so daß bei der Drehung in der einen Richtung, nämlich in derjenigen, in welcher durch die Bänder 24 ein Zug auf die Scheiben 25 ausgeübt wird, diese mit der Welle 2 8 - gekupp elt sind, während bei der Drehung in umgekehrter Richtung die Scheiben 25 frei laufen und die Wellen 28 stehenbleiben. Man kann bei der Formung der Kurvenfläche 27 diese so gestalten, daß während der Zeit, in welcher die Kupplung durch die Kupplungskörper 29 erfolgt, die Bewegung der Scheiben 2 5 'eine rasche ist, um die Kupplung in kurzer Zeit herbeizuführen. Auf den Wellen 28 sitzen dann (Abb. 2) Zahnräder 31, welche rings um ein Zahnrad 32 angeordnet sind und mit diesem Zahnrad kämmen. Das Zahnrad 32 wiederum ist in dem Gehäuse 1 der Kupplung gelagert und trägt die als Hohlwelle, ausgebildete angetriebene Welle 33, von der dann die Bewegung abgenommen wird. Die Arbeitsweise des Getriebes ist aus der vorhergehenden Beschreibung klar zu entnehmen. Sobald die Welle 6 exzentrisch zu der Welle 3 steht, wird beim Umlauf der Welle 3 durch diese exzentrische Bewegung ein Ziehen bzw. Nachlassen der Bänder 24 stattfinden. Beim jedesmaligen Ziehen werden die Scheiben 2 5 gedreht, mit der Welle 28 gekuppelt und dadurch unter Vermittlung der Zahnräder 31 eine Drehbewegung auf das Zahnrad 32 und die Welle 33 übermittelt. Während des zweiten Teils der Exzenterbewegung, bei welcher das Band 24 nachgelassen wird, werden die Scheiben 25 durch die Federn 2 7" und die Bänder 26 in umgekehrter Richtung gedreht, wobei sie sich von den Wellen 28 entkuppeln, um in ihre Anfangslage zurückzukehren. Durch die Anordnung einer Anzahl, z.B. sechs Scheiben 2 5, erfolgt jederzeit ein Antrieb durch eine Anzahl von Zahnrädern 31, und da es möglich ist, durch die Ausgestaltung der Kurve 27, den Zahnrädern, solange sie die Scheiben 25 treiben, eine gleichförmige Umdrehungsgeschwindigkeit zu geben, so ergibt sich auch eine vollkommene Gleichförmigkeit der Umdrehung der getriebenen Welle 33.

Das Übersetzungsverhältnis wird durch Einstellung der Exzentrizität der WeEe 6 gegenüber der Welle 3 geregelt, und die Einstellung geschieht, indem man, wie oben bereits ausgeführt, die Hebel ig mehr oder weniger in die Bahn der Zahnstangen 17 bzw. 18 vorschiebt.

Abb. 5 zeigt noch einen Vergleich zwischen einem Antrieb der bisher bekannten Art, bei welchem die Übertragung der Bewegung durch Pleuelstangen und Kurbeln, also mit Hilfe von Zahngesperren, erfolgt, gegenüber dem Antrieb gemäß der Erfindung. Es sind dort zwei Kurven gezeichnet. In dieser Figur sind in senkrechter Richtung, also auf der Abszissenachse, die Schaltwellenwinkelgeschwindigkeiten und in waagerechter Richtung, also auf der Ordinatenachse, die Exzenterwinkelwege dargestellt. Die obere Kurve 34 zeigt den Verlauf der einzelnen Antriebsstöße durch die Pleuelstangen und Kurbeln bei Vorhandensein von sechs Schaltelementen. Es ist zu ersehen, daß die einzelnen Schaltstöße sich so überdecken, daß das Ergebnis eine ungleichförmige Kurve ist. Das Getriebe läuft also ungleichförmig, und es entsteht dadurch eine Ratterbewegung und ein lauter Gang. Die Kurve 3 5 dagegen zeigt den Verlauf der Winkelgeschwindigkeit der angetriebenen Welle bei Anwendung der Erfindung, und zwar ebenfalls bei sechs Schaltelementen. Es ist zu ersehen, daß die einzelnen, die Kurve zusammensetzenden Teile nach kurzem, raschen Anlauf 'einen waagerechten Verlauf aufweisen, worauf dann wieder ein rascher Abfall folgt. Die einzelnen Kurventeile überdecken sich so, daß die gleichmäßigen Teile einander fortsetzen, so daß also tatsächlich während des ganzen Antriebs eine vollkommen gleichmäßige Geschwindigkeit vorhanden ist.

Natürlich sind die einzelnen, in der Zeichnung dargestellten Elemente, aus denen das Getriebe zusammengesetzt ist, nur als Beispiele angegeben; man kann z. B. zur Einstellung der Exzentrizität auch andere, an sich bekannte Einrichtungen wählen, obwohl die dargestellte besonders vorteilhaft erscheint. Es wird in gewissen Fällen genügen, nur einen Körper 4 für die Lagerung des Exzenterzapfens vorzusehen. Auch wird, man die Anzahl der Treibwellen 28 den jeweiligen Verhältnissen entsprechend gegenüber dem dargestellten Ausführungsbeispiel vergrößern oder verringern können. Die Verbindung zwischen Exzenter und Treibwelle erfolgt vorzugsweise durch Stahlbänder und die Rückdrehung durch Stahlseile, obwohl man natürlich auch hier

Riemen oder Seile aus einem anderen Stoff, wie Leder, Hanf o. dgl., verwenden kann.

Claims (6)

1. Patentansprüche:
   5

   i. Schaltwerksgetriebe, bei welchem die getriebene Welle durch Vermittlung von schrittweise gedrehten Zwischenwellen erfolgt, welche die Bewegung von der treibenden Welle durch biegsame Zugglieder übermitteln, die um mit den Zwischenwellen kuppelbare Scheibentrommeln o. dgl. herumgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Zuggliedern (24) umfaßten Teile der Scheiben oder Trommeln (25) kurvenförmig gestaltet sind, um unabhängig von der jeweiligen Zuggeschwindigkeit eine gleichförmige Drehung der Zwischenwellen erzielen zu können.
2. 2. Schartwerksgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zug auf die Zugglieder durch ein von der treibenden Welle (3) angetriebenes Exzenter (6, 21) mit einstellbarer Exzentrizität erfolgt.
3. 3. Schaltwerksgetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Einstellung der Exzentrizität der Exzenterzapfen (6) mit einer oder mehreren Exzenterscheiben o. dgl. (5) versehen ist, die exzentrisch in mit der antreibenden Welle (3) verbundenen Umlauf skörpem (4) gelagert und in ihnen gedreht werden können, so daß dadurch eine Verschiebung der Achsen des Exzenterzapfens (6) und der treibenden Welle (3) gegeneinander in radialer Richtung stattfindet.
4. 4. Schaltwerksgetriebe nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der mit dem Exzenterzapfen (6) verbundenen Exzenterscheiben (5) durch, ein Zahn- oder Schneckengetriebe (7,8) erfolgt, welches durch zwei je einseitig wirkende Kupplungen (9, 11 bzw. 10, 12) nach beiden Richtungen gedreht werden kann.
5. 5. Schaltwerksgetriebe nach Anspruch i, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Getriebes (8) durch Vermittlung von Zahnstangen o. dgl. (17, 18) erfolgt, die in den die Exzenterscheiben (5) tragenden Umlaufskörpern (4) so angeordnet sind, daß ihre Enden aus ihnen herausragen, so daß sie durch dem Körper (4) gegenüber einstellbare Hebel (19) während des Betriebes der Vorrichtung verstellt werden können.
6. 6. Schaltwierksgetriebe nach Anspruch 1, ; dadurch, gekennzeichnet, daß die Scheiben oder Trommeln (25) zum Zwecke ihrer Rückdrehung mit dem einen Ende von teilweise um sie geschlungenen Seilen, Bändern o. dgl. (26) verbunden sind und die freien Enden je zweier Bänder unter Zwischenschaltung einer Feder (27) miteinander vereinigt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen