DE639268C - Im Lastlauf schaltbares Zahnraederwechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf im Lastlauf schaltbare Zahnräderwechselgetriebe mit einem in die Innenverzahnung eines Zahnringes eingreifenden, zur Übersetzungsänderung im S Durchmesser verstellbaren Zahnrad, das von einer unveränderlichen Anzahl auf einem Träger gleichmäßig und konzentrisch zu dessen Achse einstellbarer Zahns gebildet ist. Bekannte Getriebe dieser Art bestehen aus

to zwei Rädern, von denen 'das eine — das treibende Ritzel — von radial auf einer Scheibe verstellbaren Zahnsegmenten gebildet wird und in ein Zahnrad mit Innenverzahnung eingreift, das zum Anpassen an den jeweils eingestellten Teilkreisdurchmesser des treibenden Ritzels in der Radebene verschiebbar angeordnet ist. Bei diesem bekannten Getriebe bestehen jedoch nur für einen eingestellten Teilkreisdurchmesser des Ritzels richtige Eingriff- und Abwälzverhältnisse der arbeitenden Zahnflanken, und bei dem Verschieben der Zahnsegmente treten Schwierigkeiten im Lauf des Getriebes auf, wenn die Lücke zwischen zwei Zahnsegmenten größer wird als die Eingriffdauer der Verzahnung, so daß ein Zahnsegment außer Eingriff mit der Innenverzahnung des angetriebenen Rades kommt, ehe das in der Drehrichtung folgende eingegriffen hat. Die Schwenkbarkeit der Zahnsegmente bei diesem. Getriebe bezweckt ein im Stillstand des Getriebes nacheinander an jedem Zahnsegment vorzunehmendes Ein- und Feststellen der Zahnsegmente, um die Abwälzverhältnisse der arbeitenden Zahnflanken bei Änderung des Teilkreisdurchmessers der Zahnsegmente zu verbessern. Die Möglichkeit, die Eingriffdauer der Verzahnung zu vergrößern sowie auch mit zylindrischen Zahnbolzen und kreisbogenförmigen Zahnflanken richtige Eingriffsverhältnisse hoher Eingriffdauer zu erzielen, besteht hingegen nicht. Der demgegenüber durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt beruht auf der Erzielung .richtiger Eingriff- und Abwälzverhältnisse für verschiedene eingestellte Teilkreisdurchmesser des treibenden, im Durchmesser verstellbaren Zahnrades, richtiger Eingriff Verhältnisse und richtigem Abwälzen der arbeitenden Zahnflanken bei zylindrischen Zahnbolzen und kreisbogenförmigen Zahnflanken, einer hohen Eingriffdauer der Verzahnungen und schließlich auf Schaltbarkeit des Getriebes im Lastlauf.

Erreicht wird dies gemäß der Erfindung bei der Gattung von Getrieben, auf die sich das erfindungsgeniäße Getriebe bezieht, dadurch, daß auf dem Träger des verstellbaren Zahnrades auf gleichem Durchmesser und m gleichem Abstand voneinander zum Zapfen drehbare Zahnritzel gleichen Durchmessers angeordnet sind, mit denen starr und exzentrisch zu den Ritzelzapfen Zahnringscheiben verbunden sind, die mit der Innenverzahnung des Zahnringes in Eingriff stehen, während die Zahnritzel mit einem Zentralrad kämmen, das durch eine Zugfeder derart mit· der Scheibe verbunden ist, daß die Zahnringscheiben auswärts geschwenkt werden.

Eine beispielsweise Ausführung des erfindungsgemäßen Getriebes ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Abb. ι bis 3 das Getriebe schematisch, .. Abb. 4 einen Schnitt des aus zwei Ge ben nach der Erfindung gebildeten Dqj getriebes und

Abb. 5 bis 9 Einzelheiten. . "~ '-

Sechs Zahnräder Zj₁ ... fr_B sind so mit to sechs drehbar gelagerten Zahnrädern C₁ ... C₆ zu Schwenkritzeln nach Abb. 5 bis 7 fest verbunden, daß zwischen den fr-Rädern und den c-Rädern jeweils die Exzentrizität?- besteht und die fr-Räder nach Abb. 1 bis 4 und 8 um den Mittel- und Drehpunkt der c-Räder schwenken können. Der Drehbereich der c-Räder ist nach Abb. 6 durch halbkreisförmige Schlitze 0 und Anschlagstifte m auf etwa i8o° begrenzt. In einer Endlage der c-Räder sind nach Abb. 1 die fr-Räder radial nach innen eingeschwenkt. In dieser Endlage ist der Umhüllungskreis k_mf_n um die Teilkreise der fr-Räder der kleinstmögliche; in der anderen Endlage der c-Räder sind nach Abb. 2 die ö-Räder radial nach außen geschwenkt; der Umhüllungskreis k_max um die Teilkreise der fr-Räder ist hier der größtmögliche. Die Zahnräder C₁ ... Cg stehen nach Abb. 1 bis 4 und S gemeinsam mit einem Zentralrad dj in Eingriff. Die Welle W₁ des Zentralrades d_t ist nach Abb. 4 und 8 zentrisch und drehbar in den Hohlzapfen der Treibscheiben I₁ gelagert. Die Hohlzapfen tragen die Antriebskupplungen A₁. Zwischen Treibscheibe t_x und WeIIeW₁ ist nach Abb. 4, 8 und 9 jeweils eine Spiralfeder S₁ so eingespannt, daß über Welle W₁ und Zentralrad d\ auf alle c-Räder ein Drehmoment übertragen wird, unter dessen Einwirkung sich die fr-Räder bis zum Endanschlag der c-Räder radial nach außen stellen wollen.

Zwischen der Innenlage der b-Räder nach Abb. ι und der Außenlage nach Abb. 2 sind unendlich viel Zwischenstallungen mit größer werdenden Umhüllungskreisen um die fr-Räder denkbar. Das angetriebene Innenzahnrad α ist nach Abb. 1 bis 4 seitlich Verschiebbar angeordnet. Durch die Feder S₁ werden die fr-Räder bei jeder Stellung des α-Rades in die Verzahnung dieses Rades eingedrückt. Die verschiedenen die Teilkreise des treibenden Rades darstellenden Umhüllungskreise um die fr-Räder werden durch seitliches Verstellen des α-Rades eingestellt, wodurch sich also auch die Übersetzung ändert. Richtiger Eingriff der fr-Räder in die Zähne des Rades a erfolgt stets dann, wenn in der Eingriffstelltmg der Mittelpunkt des fr-Rades und der Mittelpunkt der eingreifenden Zahnlücke auf einem Durchmesser des Rades α liegen, Diese Bedingung kann innerhalb der Grenzstellungen für jede Zahnlücke des eingreifenden fr-Rades erfüllt werden. Bezeichnet Z die Zähnezahl der fr-Räder, so ist die Zahl der

:S|ifigHchen Übersetzungsstufen = -— + 1.

IJiPie in Abb. 4 dargestellte Anordnung, also . JjssNä gegenüberliegende Treibscheiben t_t und ^sein doppeltes α-Rad, ergibt das Gesamtübersetzungsverhältnis i_s = i², wenn i das Über-Setzungsverhältnis des einfachen Getriebes bezeichnet; außerdem kann bei einem solchen Doppelgetriebe die eingeführte und abgenommene Leistung an den festliegenden Hohlwellen der Treibscheiben t_± eingeführt und abgenommen werden, wenn der Zentralenabstand der Hohlwellen gleich der Seitenverschiebung des a-Doppelrades gewählt wird, so daß beim kleinsten Umhüllungskreis der fr-Räder der einen Treibscheibe I₁ der Umhüllungskreis der anderen den Größtwert besitzt. Zum Erzielen mathematisch richtiger Eingriffverhältnisse in beide Verzahnungen des Doppel-a-Rades ist eine Korrektur der fr-Räder unter geringer Abweichung von der Kreisform notwendig, die leicht berechnet werden kann. In Abb. 4 wird die Verstellbarkeit des Doppel-a-Rades beispielsweise durch eine Schraubspindel I erreicht, die das Lager der α-Räder trägt und durch ein go Handrad h mit Gewindemutter f verstellbar ist. Das Übertragen der Drehbewegung von der Treibscheibe t_L auf das α-Rad und umgekehrt erfordert bei der geringen Zahl der durch die fr-Räder gebildeten Zahne eine große Eingriff dauer; sie wird erreicht durch das Bestreben der fr-Räder, sich unter Einwirkung des durch die c-Räder auf sie übertragenen Drehmomentes stets auf den größtmöglichen Umhüllungskreis einzustellen und so sich ständig in die Verzahnung der a-Räder einzudrücken. Wie aus Abb. 1 und 3 ersichtlich, ist der durch Punkt Z₁ dargestellte Zahn des Rades fr_x bei einer Drehung der Treibscheibe t_x um 30⁰ bereits aus der Verzahnung des α-Rades herausgetreten. Die Scheiben b_t und fr₀ (sowie auch die Scheiben fr₂ bis fr₅) sind um den Winkel α ausgeschwenkt, und das Rad b_x hat sich im Teilkreis des Rades α um den Winkel γ abgerollt, nc Das Rad &_e beginnt in die Verzahnung des Rades α einzuschwenken. Infolge dieser Relativbewegungen der fr-Räder zu der Treibscheibe^ ergibt sich die erforderliche hohe Eingriff dauer; sie beträgt ein Vielfaches der Zahnteilung und kann von gewöhnlichen Zahnrädern mit feststehenden Zähnen nicht erreicht werden. Außerdem ergibt die Schwenkbarkeit" der fr-Räder die Möglichkeit, mit zylindrischen Zahnbolzen und kreisbogenförmigen Zahnbogenflanken richtige Eingriffverhältnisse und Abwälzbewegungen

zu erzielen. Die Kraftschlüssigkeit des Getriebes wird durch die Spannkraft der Feder S₁ bzw. durch die Größe des Anpreßdruckes der δ-Räder in die Verzahnung des zugehörigen Rades α erreicht. Die Kraftschlüssigkeit ist gegeben, wenn die zu übertragende Umfangskraft stets kleiner ist als die Tangentialkomponente des Anpreßdruckes der &-Räder im Eingriffpunkt der Verzahnung zuzüglich der Tangentialkomponente der Fliehkräfte der &-Räder, bezogen auf diesen Berührungspunkt.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Im Lastlauf schaltbares Zahnräderwechselgetriebe mit einem in die Innenverzahnung eines Zahnringes eingreifenden, zur Übersetzungsänderung im Durchmesser verstellbaren Zahnrad, das von einer unveränderlichen Anzahl auf einem Träger gleichmäßig und konzentrisch zu dessen Achse einstellbarer Zähne gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger (t_t) des verstellbaren Zahnrades auf gleichem Durchmesser und in gleichem Abstand voneinander um Zapfen (e) drehbare Zahnritzel (C₁ ... c_e) gleichen Teilkreisdurchmessers angeordnet sind, mit denen starr und exzentrisch zu den Ritzelzapfen (e) Zahnringscheiben (O₁ ... O₆) verbunden sind, die mit der Innenverzahnung des Zahnringes (α) in Eingriff stehen, während die Zahnritzel (.C₁ ... c₆) mit einem Zentralrad (Ci₁) kämmen, das durch eine Zugfeder (J₁) derart mit der Scheibe (^₁) verbunden ist, daß die Zahnringscheiben (J)₁ ... b_e) auswärts geschwenkt werden.
2. 2. Zahnräderwechselgetriebe, bei dem zwei Getriebe nach Anspruch 1 hintereinandergeschaltet sind, gekennzeichnet durch eine beiderseitig des zum Ändern der übersetzung in einer Richtung verschiebbaren Zahnringes angeordnete Innenverzahnung (α), wobei in jede Innenverzahnung die im Durchmesser verstellbaren Zahnräder derart eingreifen, daß sich bei der größten Eingriffstellung des einen verstellbaren Zahnrades 'das andere in der kleinsten Stellung befindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen