DE670990C - Stufenlos regelbares Umlaufraedergetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die weitere Ausgestaltung eines stufenlos regelbaren Umlaufrädergetriebes mit in Exzenterbahn geführten, vom Antrieb mitgenommenen Zahnsegmenten, deren Hub zum untersetzten Antrieb eines Sonnenrades dient.

Es sind Getriebe dieser Art bekannt, bei denen in bestimmten Zwischenstufen dadurch stufenlos geregelt wird, daß auf der treibenden Scheibe schwingend angeordnete Zahnsegmente, deren Hub durch eine exzentrisch verstellbare Laufbahn gesteuert wird, mit einem getriebenen Zahnrad nacheinander in Eingriff kommen. Es kann jedoch durch diese Einrichtungen auch bei größerer Anzahl von Zahnsegmenten keine gleichförmige Bewegung erzielt werden.

Bei anderen Anordnungen werden die dauernd mit dem getriebenen Sonnenrad kämmenden Umlaufräder durch eine exzentrisch verstellbare Scheibe in Schwingungen versetzt, wobei immer nur ein Umläufrad, mit der treibenden Welle gekuppelt, die Drehbewegung überträgt. Auch damit wird keine gleichförmige Bewegung am Abtrieb erreicht. Außerdem ist das andauernde Kuppeln und Lösen der Umlaufräder ein Nachteil.

Die Erfindung ist nun gekennzeichnet durch eine zwischen Antrieb und Zahnsegmente zwischengeschaltete Kreuzscheibe, deren eine Kulisse ein zur Regelung verschiebbarer Bügel bildet.

Durch die Steuerung des Zahnsegmenteingriffs in das Sonnenrad mittels einer Kreuzscheibe während ihres gleichförmigen Umlaufabschnittes wird ein praktisch stufenlos regelbares formschlüssiges Umlaufrädergetriebe erzielt, bei dem die Zahl der Zahneingriffe möglichst gering gehalten ist.

In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Abb. ι zeigt eine Ansicht des Getriebes im Längsschnitt,

Abb. 2 im Querschnitt A-B nach Abb. 1,
Abb. 3 im Querschnitt C-D nach Abb. 1, Abb. 4 im Querschnitt E-F nach Abb. 1,
Abb. 5 im Schnitt G-H nach Abb. 4,
Abb. 6 eine schematische Darstellung der einzelnen Mitnehmerstellungen.

Das eigentliche Übersetzungsgetriebe besteht aus der Antriebswelle 1 mit einer Scheibe 2. Diese trägt Bolzen 3 und 4, deren Enden in einer anderen Scheibe 5 gelagert sind. Diese Scheibe sitzt fest am Ende einer Büchse 6, die im Gehäuse gelagert ist. In der Büchse ist lose drehbar die Antriebswelle 7 angeordnet, deren Ende 8 in einer Bohrung der Antriebswelle 1 ruht. Auf der Welle 7 ist ein Zahnrad 9 befestigt, das mit Zahnrädern 10 und 11 kämmt, die lose drehbar auf Bolzen 3 und 4 angeordnet sind. Die Zahnräder ι ο und 11 stehen in Eingriff mit einem innen verzahnten Kranz 12, der außerdem außen Mitnehmerzahnkränze 13, 14 besitzt, die auf den Scheiben 2 und 5 lose drehbar gelagert sind.

Auf der Antriebs- und Abtriebsseite sind Kreuzscheibenkupplungen angeordnet. Die

Kreuzscheibenkupplung auf der Antriebsseite besteht aus einem Führungsstück 15 der Scheibe 2. Das Führungsstück 15 gleitet zwischen den Backen 18 und 19 einer Kreuzscheibe 16. Diese Kreuzscheibe 16 gleitet in einem Führungsstück 17, 22 bzw. zwischen den Führungsleisten 20 und 21 dieses Führungsstückes 17, 22. Die auf der Abtriebsseite angeordnete Kreuzscheibenkupplung besteht in gleicher Weise aus den Teilen 15' bis 22' mit dem Unterschied, daß die Kupplung um 90⁰ versetzt angeordnet ist. Hierbei ist das gegenüber dem Führungsstück 15 um 90⁰ versetzte Führungsstück 15' starr mit der Scheibe 5 verbunden.

Das allseitig geschlossene Gehäuse besteht aus Unterteil 25 und dem abgenommenen Oberteil 26, in denen die beiden Gehäusedekkel 28 und 27 durch Schrauben befestigt sind. Im Gehäusedeckel 28 ist Welle 1, im Deckel 27 Büchse 6 gelagert. Auf den Innenseiten der Deckel 27 und 28 sind Führungen 29, 30 und 31, 32 angeordnet, in denen Führungsstücke 33, 34 verschiebbar angeordnet sind. Jedes Führungsstück ist mit einer Bohrung versehen, in denen die Ansätze 22 bzw. 22' lose drehbar gelagert sind. An die Führungsstücke 33, 34 greift ein Bügel 35, der mit einer Spindel 36 verbunden ist. Spindel 36 sitzt in einem mit Gewinde 37 versehenen Handrad 38, das in den Gehäuseteilen 25 und 26 lose drehbar gelagert ist.

Auf einem Bund 40 der Antriebswelle 1 sitzein mit Führungsschlitzen versehene radial verschiebbare Mitnehmer 41 und 42, die Zahnsegmente 43, 44 tragen. Die Gestalt der Mitnehmer geht aus der Abb. 1 (linke Seite) sowie aus den Abb. 2 und 3 hervor.

Es sind rechteckige Stücke, die mit einer etwas länglichen Bohrung auf der Büchse 6 bzw. dem Bund 40 aufsitzen (vgl. Abb. 2 und 3). Die jeweils zusammengehörigen Mitnehmer sind an ihren inneren Enden wechselseitig abgeflacht, so daß die äußeren, als Zahnsegmente 43, 44 ausgebildeten Enden in einer Ebene liegen. An diesen Mitnehmern sitzen dann noch die Ansatzstücke, die, wie es ebenfalls die Abb. 2 und 3 zeigen, dreieckähnliche Gestalt haben. Sie tragen das Langloch 50, 51 als Führung für den Bolzen 52, 53 der Kreuzscheibe 16 mit loser Rolle, am spitz zulaufenden Ende sind Führungsbolzen eingesetzt, die mit auf den freien Bolzenenden 45, 46 sitzenden Rollen (geschnitten) sich in Laufringen 48 bzw. deren Führung 47 führen. Die radiale Verschiebung dieser Mitnehmer 41 und 42 bzw. 41' und 42' erfolgt durch die exzentrische Lagerung der Lauf ringe 48 bzw. 48' in den am Gehäuse befestigten Ringen 49, 49'. Büchse 6 auf der Abtriebsseite und Bund 40 auf der Antriebsseite sind rund. Exzentrisch sind nur die Ringe 49, 49'. Damit sich die Mitnehmer trotzdem auf der runden Büchse bzw. dem runden Bund drehen können, ist die. Bohrung in den Mitnehmern 41,42, wie schon erwähnt, als Langloch ausgebildet. Die Wirkungsweise des Getriebes ist nun folgende: Durch Drehbewegung der Welle 1 wird die auf ihr festsitzende Scheibe 2 und mit ihr durch Bolzen 3, 4 verbundene Scheibe 5 und Büchse 6 in Drehung versetzt. Gleichzeitig werden hierdurch die mit den Scheiben 2 und 5 starr verbundenen Führungsstücke 15, 15', die Kreuzscheiben 16, 16' und damit die äußeren Führungsstücke 17, 17' in Drehung versetzt. Dadurch, daß entsprechende Verstellung des Bügels 35 die Führungsstücke 17, 17' zur Antriebswelle 1 und Büchse 6 exzentrisch versetzt sind, wird den Kreuzscheiben 16, 16' usw. eine von den Führungsstücken 15 und 17 bzw. i"5' und 17' unterschiedliche Bewegung erteilt. Werden durch Handrad 38 die Führungsstücke 33, 34 so weit verstellt, daß die Achse der Führungsstücke 17-, 1/ mit der Achse der Welle 1 zusammenfällt, so ist die Bewegung der Kreuzscheiben 16, 16' gleich derjenigen der Teile 15, 17 bzw. 15', ■ 17' bzw. der Antriebswelle 1, d. h. das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebs- und Abtriebswelle ist in diesem Falle 1:1.

Auf den Scheiben 2 und 5 sitzen lose drehbar die durch Zahnkranz 12 miteinander verbundenen Mitnehmerkränze 13 und 14. Zahnkranz 12 kämmt mit den lose auf Bolzen 3 und 4 angeordneten Stirnrädern 10 und 11, die ihrerseits in Eingriff mit dem auf der Abtriebswelle 7 angeordneten Stirnrad 9 stehen.

Die Veränderung der Geschwindigkeit wird dadurch erzielt, daß eine Relativbewegung zwischen dem mit den Stirnrädern 10 und 11 in Eingriff stehenden Zahnkranz 12 und den mit den Kreuzscheibenkupplungen in Verbindung stehenden Scheiben 2 und 5 hervorgerufen wird. Diese Relativbewegung erfolgt durch die auf Büchsen 6 und Bund 40 lose drehbaren, radial verschiebbaren Mitnehmer 41, 42 bzw. 41', 42, die durch Bolzen 52, 53 bzw. 52' 53' mit den Kreuzscheiben 16, 16' in Verbindung stehen und mit ihren Zahn-Segmenten 43, 44 bzw. 43', 44' in die Mitnehmerzahnkränze 13 und 14 eingreifen.

Da beim Ausführüngsbeispiel lediglich diejenige gleichförmige Drehbewegung, die größer ist als der Antrieb, d.h. nur 90⁰ jeder Umdrehung der Kreuzscheiben, für die Steuerung benutzt wird, erfolgt im Ausführungsbeispiel die Betätigung der Mitnehmerzahnkränze 13 und 14 durch vier Mitnehmer. Diese werden so gesteuert, daß jeweils ein Mitnehmer in Eingriff mit den Zahnkränzen bzw. 14 steht. Der jeweils nacheinander

erfolgende Eingriff erfolgt durch die im Gehäuse angeordneten, mit exzentrischer Bohrung versehenen Ringe 49, 49', auf denen die Laufringe 48, 48' geführt sind. In den Führungsbahnen 47, 47' gleiten die Führungsbolzen 45, 46 bzw. 45', 46' der Mitnehmer und bewirken eine radiale Verschiebung derselben. Abb. 6 veranschaulicht schematisch die aus den Abb. 1 bis 5 ersichtlichen Mitnehmerstellungen, und zwar entspricht I der Lage des Mitnehmers 41' in Abb. 3, II der Lage des Mitnehmers 42' in Abb. 3, III der Lage des Mitnehmers 41 in Abb. 2 und IV der Lage des Mitnehmers 42 in Abb. 2. Bei Stellung V beginnt der Eintritt des Zahnsegmentes des jeweilig tätigen Mitnehmers in die Mitnehmerzahnkränze 13 bzw. 14, bei Stellung VI trägt der Mitnehmer voll, während im gleichen Augenblick in Stellung VII der bisher tragende Mitnehmer beginnt, aus dem Eingriff mit den Mitnehmerzahnkränzen 13 bzw. 14 zu treten. In Stellung VII ist der Eingriff des letzteren vollkommen gelöst.

Abb. 6 zeigt weiterhin die Relativbewegung zwischen den Scheiben 2 und 5 einerseits und den Kreuzscheiben 16, 16' andererseits. X bedeutet hierbei die Achse der Antriebswelle 1, der Scheibe 5 und 15', auf der Abtriebsseite. Y stellt die Achse der Führungsstücke 17 und 17' dar. Der Abstand von X und Y entspricht der durch die am Handrad 38 bewirkte Verstellung (vgl. Abb. 4). Die Mittelachse der Kreuzscheiben 16 und i6' durchlaufen, und zwar während einer Umdrehung der Antriebswelle zweimal, einen Kreis Z, der die Punkte χ und y berührt. Der Durchmesser des Kreises Z ist bestimmt durch die eingestellte Exzentrizität der Führungsstücke 17 und 17' gegenüber der Antriebswelle 1 und Büchse 6. Soll ein Übersetzungsverhältnis ι : ι erzielt werden, so decken sich die Punkte X, Y, d. h. die Mittelachse der Kreuzscheibe fällt mit der Mittelachse der Welle 1 zusammen.

Um Punkt X ist ein Kreis K von beliebigem Radius geschlagen, der bei der vorliegenden schematischen Untersuchung in 24 gleiche Teile geteilt ist. Die Summe der auf den Kreisumfang abgeteilten gleichen 24 Wegstrecken stellt den zurückgelegten Weg eines beliebigen Punktes der Scheiben 2 und 5 während einer Umdrehung dar. Verbindet man diese einzelnen Punkte a', b', c' mit dem Mittelpunkt X, so werden jeweils gleiche Winkel eingeschlossen, d. h. die beiden Scheiben 2 und 5 bewegen sich gleichförmig fort.

Zieht man den Strahl a'X und errichtet im Punkte X das Lot, so erhält man die Punkte g', ü'. Zieht man zu dem Strahl a'X eine Parallele durch Y, so schneidet diese die Linie g', W im Punkte Z 1 auf Kreis Z und den i Kreis K im Punkte a. Zi stellt für diese Stellung den Mittelpunkt der Kreuzscheiben 16, 16' dar.

Verfährt man in der gleichen Weise mit den Punkten V-z', so ergeben sich auf dem Kreis K weitere Punkte b-c, die jedoch ungleiche Abstände voneinander aufweisen. Verbindet man diese Punkte as mit X, so werden verschiedene Winkel eingeschlossen, und zwar dergestalt, daß die von den Strahlen aX-gY eingeschlossenen Winkel gleich groß sind, jedoch größer als die von den Strahlen a'X-z'X eingeschlossenen, die von den Strahlen gX-nX eingeschlossenen Winkel allmählich kleiner werden, die von den Strahlen nX-üX eingeschlossenen Winkel wieder gleich groß sind, aber kleiner als die von den Strahlen a'X-z'X eingeschlossenen, während schließlich die von den Strahlen üX-sX eingeschlossenen Winkel allmählich größer werden. Es ergibt sich somit, daß es sich bei der · Bewegung der Kreuzscheibe zwischen den Punkten a-g, die im Ausführungsbeispiel allein zur Steuerung der Mitnehmer 41, 42 und 42', 41' und somit der Mitnehmerzahnkränze 13 und 14 in Frage kommen, um eine gleichförmige Bewegung handelt, die größer ist als die Bewegung der Scheiben 2 und 5.

Die Größe der vorstehend beschriebenen go Winkel ändert sich bei Einstellung einer anderen Exzentrizität, und zwar werden die von den Strahlen aX-gX eingeschlossenen Winkel bei kleiner werdender Exzentrizität kleiner und die von den Strahlen nX-üX eingeschlossenen Winkel größer. Bei größer werdender Exzentritzität ändern sich die Winkel im umgekehrten Sinne. Ist die Exzentrizität Null, fallen also die Achsen von. 1 und 17 sowie 6 und 17' zusammen, so sind alle Winkel gleich, und zwar sowohl die von den Strahlen a'X-s'X als auch die von den Strahlen aX-sX eingeschlossenen Winkel.

Es liegt im Rahmen der Erfindung zwischen An- und Abtrieb jede beliebige Kupplung zwischenzuschalten, die vom Antrieb gleichförmig angetrieben einen Kupplungsteil besitzt, der nur während eines Teiles seiner Umdrehung gleichförmig verläuft, wobei diese gegenüber der Antriebsseite unterschiedliche tio Bewegung zum Antrieb von Mitnehmern für den Abtrieb verwendet wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel finden zwei gegeneinander um 90⁰ versetzte Kreuzscheibenkupplungen Anwendung; es bedarf deshalb keines besonderen Massenausgleiches.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Stufenlos regelbares Umlaufrädergetriebe mit in Exzenterbahn geführten, vom Antrieb mitgenommenen Zahnsegmenten, deren Hub zum untersetzten An-

   _t trieb eines Sonnenrades dient, gekennzeichnet durch eine zwischen Antrieb (i, 2, 5) und Zahnsegmente (41, 42) zwischengeschaltete Kreuzscheibe (16), deren eine Kulisse (20, 21) ein zur Regelung verschiebbarer Bügel (34, 35) bildet.
2. 2. Stufenlos regelbares Umlaufrädergetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die an sich bekannte Anordnung zweier um 90⁰ gegeneinander versetzter Kreuzscheiben (ιό, ιό') und Zahnsegmente (41, 42, 41', 42').
3. 3. Stufenlos regelbares Umlaufrädergetriebe nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Übertragung der Drehbewegung in bekannter Weise vom innen verzahnten gesteuerten Sonnenrad (12) über die in dem treibenden Teil (1,2,5) drehbar gelagerten Umläufräder (10, 11) zum Sonnenrad (9) auf der Abtriebswelle (7).

   Hierzu a Blatt Zeichnungen

   KICRLIN. GEDRUCKT IN DEK