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Stufenloses Geschwindigkeitswechselgetriebe Gegenstand der Erfindung
ist ein stufenloses Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einem in seiner Neigung
verstellbaren Taumelring, welcher .mit wechselweise schaltenden, im Schaltvorgang
jeweils vor Ende des Hubes sich ablösenden, auf zwei Wellen angeordneten Schaltwerken
für die Betätigung einer getriebenen Welle durch Schubstangen verbunden ist.
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Bei bekannten Schaltwerkwechselgetrieben mit zwei oder mehr Schaltwerk-
bzw. Zwischenwellen besteht der Übelstand eines sehr geräuschvollen Ganges, welcher
davon. herrührt, daß die Schaltwerkwellen nichtdauernd, sondern abwechselnd, also
nur zeitweise arbeiten. Die nicht arbeitende Schaltwerkstelle bzw. nicht wirksamen
Schaltwerkwellen werden durch die getriebene Welle nachgeschleppt, so daß der ständige
Wechsel im Antrieb durch die Schaltwerkwellen ein Schlagen :n den Zahnrädergetrieben
bzw.ein ständiges Schlaggeräusch, starke Erwärmung und Abnutzung verursacht. Bei
mit Schwingführungen. und Schubstangen arbeitenden, stufenlos auf verschiedene Geschwindigkeiten
verstellbaren Wechselgetrieben ist es bekannt, zur Bewegungsübertragung Sätze von
Zahnstangen oder Zahnradsegmenten, Schraubenrädern usw. zu verwenden. Ferner ist
bereits vorgeschlagen worden, bei höchster Geschwindigkeit die Antriebswelle mit
der Abtriebswelle direkt zu kuppeln.
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Die Erfindung bezweckt nun die Beseitigung der erwähnten Übelstände,
und zwar dadurch, daß jede Schubstange mit zwei auf verschiedenen Zwischenwellen
angeordneten, in entgegengesetzter Richtung zueinander arbeitenden Schaltwerken
verbunden ist, von welchen je zwei Paar auf jeder Zwischenwelle angeordnet sind,
so daß die aufeinanderfolgenden Hinundherbewegungen jeder Schubstange treibend auf
die Zwischenwellen wirken und diese von allen vier in folgerichtiger paarweiserAbwechslung
arbeitenden Schubstangen dauernd angetrieben werden. Durch die acht je paarweise
arbeitenden Schaltwerke wird auch eine praktisch gleichförmige Wirkung auf die Abtriebswelle
erreicht.
Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung in einem
Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Feg. I ist ein senkrechter Schnitt desselben. Fig. 2 eine Draufsicht
bei offenem (Gehäuse. Fig. 3 ein waagerechter Schnitt in der Ebene der Getriebeachse.
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d., 5, 6 und ; sind 1 Querschnitte nach den Linien IV-IV. V-V, VI-VI
und VII-VII der Fig. i. , Fig. S bis i i sind schein atische Darstellungen zur Erläuterung
der Antriebsfolgen der verschiedenen Getriebesgruppen.
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Fig. 12 ist eine Einzelheit.
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Fig. 13 zeigt schematisch eine andere Teilstührung eines Teiles des
Getriebes.
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Die am einen Ende des Gehäuses i eintretende Antriebswelle ist finit
2, die GetriebetVelle mit 3 und die Abtriebswelle mit 4d. 1)-zeichnet. Alle drei
Wellen liegen gleichachsig zueinander, Die Antribswelle 2 tragt auf einem Mitnehmerkopf
; um zwei quer zur Welle liegende Achszapfen 6 schwenkbar eine Taumelscheibe 7,
auf welcher in einer Umfangsnut 8 ein Taumelring c) drehbar ge-1agert ist. -welcher
mit einem Rollenzapfen Io in eine festsehende Führungsrinne i t eingreift, so daß
er an der Umdrehung der Tauiiielsclieib: nicht teilnehmen kann, dagegen der Neigung
der Taumelscheibe entsprechend eine mehr oder weniger große Schwingbewegung tim
eine normal zur Antriebswelle liegende waagerechte Achse ausführt. Die Umstellung
der Taumelscheibe ; erfolgt durch eine mit ihr mittels Lenker 12 gelenkig verbunden,
auf der Antriebswelle axial verschiebbare, zweiteilige Kugellagermuffe 13. In die
Ümfangsnut derselben greift ein Ding i-[, welcher finit einem Zapfen 15 in einen
Führungsschlitz 16 eines Sockels 1; des inneren Lagers IS der Antriebswelle eingreift
und durch zwei seitwärts abstehende Mitnehimerzapfen I9 finit zwei Gabelhebeln 20
gekuppelt ist, welche 11111
Achszapfen 21 des Sockels 1; schwingbar sind und
von je einem in ihren Gabelschlitz eingreifenden Kurbelzapfen 22 einer Kurbelscheibe
. 2,3 gesteuert werden. Die Kurbelscheiben -23 sitzen auf einer gemeinsamen
Querwelle 2d., die in zwei vom Lager IS nach oben abstehenden Armen 2; ruht und
zwischen diesen ein Zahnrad 2ö festsitzend trägt, finit dem ein Einstellzahnradsegment
27 in Eingriff stellt, das mittels eines Handhebels a5 dem gewünschten Ubersetzungsverhältnis
entsprechend in jede beliebige Stellung einstellbar ist. Bei der Einstellung des
Segmentes aus der einen in die andere Endstellung führt das Zahnrad 26 finit der
Welle 2d. eine halbe Umdrehung aus, wobei die Kurbelzapfen 22 den Hebeln 20 edle
Vor- oder Rüclwärtsbewegung erteilen. Daflurch wirrt die @Muffe r3 aus einer Endstelhing
in die andere verschoben 11n_1 die Taumelscheibe mit dein Taumelring aus der einen
in die andere maximale Schräglage eingestellt. In der Mittelstellung des Hebels
28 nimmt die Taumelscheibe ihre vertikale Lage ein; das Getriebe ist ausgeschaltet.
Der Taumelring besitzt vier uni 9o° zueinander und d5 zur @Waagerechten bzw. Senkrechten
versetzte Arme g«, g',, 9c, 9d, die durch Schubstangen 29, 30, 31, 3 2 finit je
einem Zahnradsegment 3c,. 4o, d.1, 12 gelenkig verbunden sind. Diese Zahnradsegmente
sind paarweise zu beiden Seiten des Lagers tauf je einer gemeinsamen AchSe 33 bzw.
34 gelagert, welche Achsen einerends im Lager I8 und andernends in der betreitenden
Gehäuseseitehwand abgestützt Sind. Die oberen Arme g« und 9t' wirken durch die Schubstangen
29 und 3o auf die Zahnradsegmente 39 und d0 und sind finit disen oberhalb der Achsen
33 und 34 gelenkig verbunden, während die unteren Arme 91 und cd durch die Schubstanden
31 und 32 mit den Zahradsegmenten d l und -12 in Verbindung steilen. Mit
den Zahnradsegmeneten 39 und 4o stehen über ein Umkehrrad 3; bzw.. 3c1 je zwei Räder
37 und 38 bzw. d3 und _4d. im Zwangslauf, während die Zahnradsegmente dl und -[2
mit je zwei Zahnrädern 45 u11,1 46 bzw. 1; und .h in Hingriff stehen. Die Zahnrii-ler
3;, 43, d.5 und d; sind auf min er oberhalb gier Getricbewelle 3 angeordneten Querwelle
r9 und die Zahnräder 38, AA, 46, .48 auf einer unterhalb der Getriebewelle 3 liegenden
Querwelle 5o lose drehbar paarweiss zu beiden- Seiten der senkrechten Achsebeire
der Getriebewelle angeordnet, und zwar befinden sich auf der einen Seite derselben
chic Zahnrächer 3; und 45 auf der oberen Welle d-9 und die Zahnräder 38 und d.6
auf der unteren Welle 5o, «-:ehrend auf der anderen Seite der Getriebewelle die
Zahnräder 43 und -d.; auf der oberen Welle 49 und die Zahnräder 4,4 und 48 auf der
unteren Welle 5o unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. Jedes der Zahnräder
3;, 38, 43, 44. 1.5, d.(;, 47, d.," ist finit dein inneren Schaltteil 52 eines an
sich bekannten Walzengesperres 52. 52« -starr verbunden, deren äußerer Schaltteil
521 auf der betreitenden Querwelle 4.c) bzw. ;o festsitzt. Die die Walzen aufn eufnmenden
Taschen der inneren Schaltteile sind nun so gestellt, daß die beiden Wellen 49 und
5o in entgegengesetzter Drehrichtun- zueinander angetrieben werden, und zwar ist
ein gezeichneten Beispiel angenom- , uzen, dafl) sich die Welle d.9 in rler Uhrzeigerdrehrichtung
(Feg. i ) und die Welle ;o enigegengesetzt dazu drehen soll. Die Drehung
der Wellen .19 und 5o wird durch Schraubenräder 54 und ein gemeinsames Schraubenrad
55 auf die Getriebewelle 3 übertragen. Diese Welle ist einerseits in einem htigellager
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und .andererseits mit .:einem Zapfen in einer Büchse. 5.6 gelagert;
die auf einem Endzapfen der Antriebswelle ä --festsitzt und' ihrerseits den inneren
Ring des Walzenlagers z8 festsitzend trägt,; mit welchem. Ring ein. Zahnrad 57 starr
verbunden ist. Dieses Rad ist somit auch starr mit der Antriebswelle 2 verbunden,
es .ist äuf der in.- Fig. i und -3 rechten Stirnseite mit.. einer Klauenverzahnung
58 versehen, reit der eine auf der Getriebewelle 3 axial verschiebbare Klauenanuffe
59 durch die nachstehend beschriebene 'Steuerungsvorrichtung selbsttätig in Eingriff
gebracht, ..die Welle 3 in bekannter Weise mit der Welle z also unmittelbar gekuppelt
werden kann, wenn der Handhebel 28 auf größte Übersetzung eingestellt wird. Der
in die Ringnut der Muffe 59 eingreifende Gleitbügel 6o ist gelenkig mit einem zweiarmigen
Doppelhebel 61 verbunden, welcher, durch eine Feder 62 beeinflußt, die Muffe 59
in ausgerückter Stellung zu halten sucht. Am oberen Ende des Hebels 61 Sind zwei
an -:einem Bolzen 63- verschiebbar geführte Fühler 64 angelenkt, die mit ihren in
Fig: z links beidseitig abgeschrägten Enden am Umfang je eines urirunden, mit Endabschrägungen
23a versehenen Ansatzes der Kurbelscheiben 23 anliegt. Die konzentrische Erhöhung:
dieses Ansatztes :erstreckt sich ausschließlich der Erdabschrägungen 23a auf annähernd
I8o° des Umfanges, so daß die Umstellung der Muffe 59 in der einen. Endstel=-lung
.der Steuermuff_I3 für die Taumelscheibe stattfindet (s: Fig: z2).
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Die Wirkungsweise des beschriebenen stufenlosen Geschwindigkeitswechselgetriebes
ist, soweit der eigentliche Geschwindigkeitswechsel in Frage kommt, folgende: Bei
normal zur Antriebswelle ? stehender Taumelscheibe 7 steht der Taumelring 9 still,
kann also auf die Zahnradsegmente 39 bis 42,. folglich auch auf die Wellen- 49,
50 und 3, keine Bewegung übertragen. Beire Einstellen der Taumelscheibe in
eine Schräglage beginnt der Taumelring 9 in bekannter Weise in ,der Länge.-richtung
der Welle z: hin und her zu schwingen. Dabei führen .die einander diametral gegenüberliegenden
Arme 9R, 9b, 9c-, gd zueinander entgegengesetzte Bewegungen aus. Schwingt also zum
Beispiel 9a vorwärts (Fing. i nach rechts), .so geht 9c im gleichen Maße zurück.
In den Endstellungen dieser Arme befinden sich die anderen beiden Arme 9U und
911 in ihrer Mittelstellung, und zwar bewegt sich 9b bei entsprechender Drehrichtung,der
Welle z ebenfalls vorwärts -und- 9d rückwärts: Durch die an den genannten Armen,
angelenkten Schubstangen 29 bis 32 werden die Zahnradsegmente 39 bis 42 .abwechselnd
hin und her gedreht: Dadurch werden die mit ihnen, in Eingriff stehenden Zahnräder
37,. 38; 43 bis 48 mit den inneren Schaltwerkteilen 52 ebenfalls hin und her gedreht.
Da die Walzentaschen der -vom gleichen Zahnradsegment angetriebenlen -'Schaltwerkteile
.52 umgekehrt - zuüeinan, der. gestellt sind, .arbeiten diese Schaltwerkteile in
umgekehrter Drehrichtung, also ab= wechselnd nacheinander, wenn die Drehrichtung
der Zahnradsegmente geändert wird. Infolge der Unidrehung -der Taumelscheibe 7 führen
die Schubstangen in ihrer Folge aufeinander im Sinne der Drehungsrichtung .der Antriebswelle
gleiche Bewegungen aus. Wenn also z. B. die Schubstange 29 ,die vorderste Stellung
einnimmt (Fig. 8); so befindet sich die Schubstange 3o auf halbem Wege nach .vorn,
die Schubstange 3 1 in »der hinteren Endstellung und die Schubstange 32 auf halbem
Wege ihrer Be@wgung nach hinten. Das `von der Schubstange 29 angetriebene Zahnradsegment
39 wirkt über .das Zahnradgetriebe 35, 38 .auf die Welle 50 und gleichzeitig
das von der Schubstange 3 1 angetriebene Zahnradsegment 41 über das Zahnrad 47-
auf die Welle 49. Die anderen beiden- Schaltwerke sind in diesem Moment nicht wirksam.
Es arbeiten älso beide- Wellen 49 und -5o gleichzeitig und in gleichem Maße .auf
die Welle 3: Das übersetzungsverhältnis der Getriebe 39 (40), 35 (36), 3i (43) oder
39 (44) einerseits und der Getriebe 4-2 W), 45 (47) oder 46(48) andererseits ist
natürlich gleich groß zu wählen;. im ,:gezeichneten Beispiel ist es 5 : i bzw. i
: 5, so daß bei :gleicher Geschwindigkeit der gleichzeitig wirkenden Zahnradsegmente
.die beiden Wellen mit gleicher Geschwindigkeit auf die Welle 3 wirken. Die Schubstangen
29 und 3 werden, wenn sie ihre vorderen Endstellungen erreicht :haben, d. h. kurz
vor ihrer Umkehrbewegung; von den Schubstangen 3o und 32 in ihrer Wirksamkeit abgelöst.
Nach :der Umkehrbewegung ,dreht .das Zahnradsegment 39 (4o) die Räder 35 (36), 37
(43), 38 (48) in umgekehrter Richtung, ohne vorerst auf die Wellen 49 und!
50 zu wirken, weil die Geschwindigkeit der nunmehr von den Schuib:-stangen
30 und 32 angetriebenen Wellen 49 und_ 5o noch größer ist als diejenige,
welche diese Wellen über die Getriebe 39, 35, 37 bzw. 41, 48 erhalten. Bevor die
Schubstangen 30 und 32 die vordere bzw. hintere Endstellung erreicht haben, beginnen
die Schubstangen 29 und 3z wieder zu wirken, aber diesmal über das Zahnrad 37 auf--die
Welle49 und über das. Zahnrad 48 auf die Welle 5o. Die Schubstangen arbeiten also
in- beiden Richtungen, und zwar in dier ,einen Bewegungsrichtung auf die- eine und
in der @entgegengesetzten Bewegungsrichtung, auf die andere der Wellen 49 :und 50,
und da vier Paar sich- gegenseitig ablösender Schaltwerkgetriebe vorhanden sind,
werden diese Wellen dauernd gleichzeitig anbetrieben.
Ein Schlagen
in den Zahnflanken der Antriebsräder 54, 55 infolge zeitweisen Aussetzers des Antriebes
durch eine der Wellen 49 und So wird daher vermieden und daher auch :das aus einem
solchen Antriebswechsel resultierende Geräusch.
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An Stelle der Zahnradsegmente können nach Fig. 13 auch vier zu je
einem Rahmen wer= einigte Zahnstangenpaare 39a (40a), 4Ia (42a) für den Antrieb.
der Schaltwerkzahnräder 37, 38, 43 bis 48 verwendet werden, die in ,diesem Falle
,durchweg gleich großen Durchmesser erhalten. Um das nötige Übersetzungsverhältnis
zu erzielen, wirken die 29 (30) und 4I (42) über je einen Übersetzungszwischenhebel
79 (8o), 8.i (82) und Schubstangen 83 (84), 85 (86) auf die in Führungen verschiebbar
geführten Zahnstangenrahmen. Bei - entsprechender Wahl der Wirkungsrichtung der
Schaltwerke wird. auf die Wellen 4g und 5o_ ,die gleiche Wirkung erzielt wie beim.
vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel.