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Wechselgetriebe Die Erfindung betrifft Wechselgetriebe, bei denen
mehrere Zahnräderpaare für verschiedene übersetzungsgänge stets im Eingriff bleiben,
wobei die Einschaltung der einzelnen Zahnräderpaare zur Kraftübertragung auf die
Abtriebswelle mittels je einer Freilaufreibungskupplung erfolgt. Diese sind derart
eingerichtet, d:aß die Kupplung jedes gerade wirksamen Zahnräderpaares selbsttätig
ausgerückt wird, sobald man die Kupplung eines vorher nicht eingeschalteten Paares
einrückt.
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Blei einigen der bisher bekannten Wechselgetriebe dieser Art muß jeder
der Getriebegänge für sich allein mittels eines besonderen Betätigungsorgans entweder
von Hand oder durch eine mechanische oder elektromagnetische Steuerung eingerückt
werden. Bei anderen bekannten Anordnungen werden im Gegenteil alle Getriebegänge
ausschließlich selbsttätig, z. B'. in Abhängigkeit von dem jeweiligen Widerstand
auf der A.btriebswelle, ein-bzw. ausgerückt. Während. die Wechselgetriebe der erstgenannten
Art eine besondere, umständliche Bauweise mit je einem Hebel od. dgl. für jeden
Getriebegang aufweisen; haben die völlig selbsttätigen Wechselgetriebe der anderen
Art den Nachteil, daß sie für manche Zwecke gar nicht verwendbar sind., z. B. dort,
wo die über das Wechselgetriebe
anzutreibende .Vorrichtung, trotz
des unverändert bleibenden Widerstandes, mit verschiedenen Geschwindigkeiten betrieben
werden muß.
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Alle Nachteile der bekannten Wechselgetriebe werden durch die vorliegende
Erfindung völlig behoben. Dies wird dadurch erreicht, daß die Freilaufreibungs'kupplungen
des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes mit ihnen unilaufende Betätigungsglieder
besitzen, die durch Gewinde auf den treibenden oder getriebenen Teilen beweglich
sind, um die Kupplungen ein- oder auszurücken. Diese Betätigungsglieder werden dabei
gegenüber den treibenden oder getriebenen Teilen durch die Reibung eines federnden
Organs bewegt, das entweder selbsttätig oder von einem einzigen Handgriff aus gesteuert
wird.
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Das erfindungsgemäße Wechselgetriebe, das vorzugsweise zur Übersetzung
ins Langsame dient, eignet sich insbesondere zum Antreiben leichterer Maschinen.,
wie z. B. Hauswaschmaschinen od. dgl., bei denen mehrere Arbeitsstufen mit verschiedenen
Geschwindigkeiten vorhanden sind. Im Nachfolgenden wird ein Wechselgetriebe beschrieben,
-das eine Arbeitsmaschine der erwähnten. oder beliebigen Art wahlweise mit zwei
verschiedenen Übersetzungsverhältnissen antreiben kann. Das Wechselgetriebe arbeitet
für gewöhnlich im langsamen Gang, bei dem z. B,. das eigentliche Waschen erfolgt,
worauf der schnelle Gang z. B. zur Anfangstrocknung der fertig gewaschen-en Wäsche
durch Ausschleudern eingeschaltet wird. . Das erfindungsgemäße Wechselgetriebe ist
so eingerichtet, daß das federnde Organ des Betätigungsgliedes, der Kupplung fürgeringe
Geschwindigkeit selbsttätig gesteuert wird, während das federnde Organ der Kupplung
für hohe Geschwindigkeit mittels eines von Hand oder durch eine Magnetspule bewegten
Sperrgliedes gesteuert wird. Die Kupplung für die geringe Geschwindigkeit wird dabei
sowohl beim Ingangsetzen der treibenden Welle des Wechselgetriebes, als auch beim
Ausrücken der Kupplung für hohe Geschwindigkeit selbsttätig eingerückt, während
beim Einrücken der letztgenannten Kupplung die Kupplung für die geringe Geschwindigkeit
selbsttätig ausgerückt wird.
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Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindürigsgemäßen Wechselgetriebe
ergeben sich aus . der nachstehenden Beschreibung und aus der Zeichnung. In dieser
zeigt Fig. i ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in einem lotrechten
axialen Schnitt, Fig. z einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. i, Fig.3 die auseinandengenommenen
Teile der Kupplung für das schnell laufende Getriebe in einer Einzelansicht und
in schaubildlicher Darstellung und Fig. 4 das teilweise abgebrochene Antriebszahnrad
des schnell laufenden Getriebes in einer Einzelansicht und in schaubildlicher Darstellung.
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Fig. i zeigt einen Antriebsmotor i- von der üblichen Art mit einem
Gehäuse 2, in dem eine Antriebswelle 3 drehbar gelagert ist. Ein Zahnradgehäuse
4 ist z. B@. mittels Schrauben 5. am Ende des Motorgehäuses angeschlossen und mit
einem Lager 6 versehen, in dem eine mit der Antriebswelle 3 gleichachsige Abtriebswelle
7 gelagert ist. Ein Triebrad 8 oder ein sonstiges Kraftabnahmeglied ist auf dem
verlängerten Ende der getriebenen Welle 7 befestigt, um die Kraft von der genannten
Welle aus auf die anzutreibende nicht gezeigte Maschine od. dgl. zu übertragen.
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Erfindungsgemäß sind im Zahnradgehäuse 4 zwei Getriebe vorgesehen,
um die Antriebswelle 3 nach Wahl mit zwei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen
mit der getriebenen Welle 7 zu verbinden. Wie hier gezeigt, besteht das langsam
laufende Getriebe aus einem Ritzel 9, das auf der Antriebswelle 3 angeordnet und
an dieser in beliebiger geeigneter Weise z. B. durch einen Stift vi befestigt ist,
der die Antriebswelle und die Nabe 12 des Triebrades durchsetzt. Das Ritzel9 kämmt
mit einem Zahnrad 13, .das auf einem glatten Teil 14 einer Vongelegewelle 15 lose
angeordnet ist. Die Welle 15 ist an ihren Enden im Motorgehäuse .2 und im Zahnradgehäuse
4 drehbar gelagert, wobei sie mit der Antriebswelle 3 sowie mit der angetriebenen
Welle 7 parallel verläuft. Ein Triebrad 16 ist in beliebiger geeigneter Weise, wie
bei v7 gezeigt, auf der Vorgelegewelle befestigt. Es kämmt mit einem Zahnrad 18,
das in der bei i9 gezeigten Weise auf der angetriebenen Welle 7 aufgekeilt ist.
Zwischen dem Zahnrad 13 und der Vorgelegewelle 15 ist eine Freilaufkupplung angeordnet,
die aus einer Klemmutter 21 besteht, die auf einem Gewinde 22 der Vorgelegewelle
aufgeschraubt ist und eine ebene Fläche 23 besitzt, die mit der anliegenden Seite
des Zahnrades 13 in. Berührung kommt und gegen diese angepreßt werden kann.
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Um die Wirkung der Klemmutter 21 zu steuern, ist eine Feder 2@4 vorgesehen,
die sich reibend gegen den Umfang der genannten Mutter stützt und in beliebiger
geeigneter Weise z. B. bei 25 gezeigt, mit dem Zahnrad r3 undrehbar verbunden ist.
Die Ausführungder genannten Teile, .die Ganghöhe und der mittlere Halbmesser des
Gewindes 22 sowie der mittlere Halbmesser der Berührungsflächen der Mutter und des
Zahnrades sind so gewählt, daß die Mutter 2,1 bei einer Vorwärtsdrehung des Zahnrades
1,3 gegen eine auf der Vorgelegewelle 15 sitzende Druckscheibe 26 festgedrückt und
das genannte Zahnrad hierdurch mit der Welle 15 undrehbar verbunden wird.
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Es ist leichtersichtlich, daß die Berührungsfläche der Mutter und
des Zahnrades geraubt bzw. geriffelt werden können, um .die darauf befindliche Ölhaut
zu zerstören, bzw. die Wirkung der Kupplung auf Wunsch kraftschlüssiger zu gestalten.
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Zwischen der Antriebswelle 3 und der Vorgelegewelle 15 ist ferner
ein schnell laufendes Getriebe angeordnet, das aus einem Antriebszahnrad 2-7 besteht,
das auf der verlängerten Nabe 28 des Antriebsritzels q! angeordnet ist. Das Antriebszahnrad
2,7 kämmt mit einem getriebenen Zahnrad 29,
das- in der bei 3a gezeigten
Weise auf der Vorgelegewelle 15 aufgekeilt ist. Das Zahnrad 29 wird gegen die Druckscheibe
26, die sich gegen eine Schulter 3o der Vorgelegewelle stützt, durch eine auf der
genannten Welle aufgeschraubte Mutter 32 festgedrückt. Zwischen der Mutter 32 und
dem Zahnrad 29 ist zweckmäßig eine Sperrscheibe 33 angeordnet, um ein Losschrauben
der Mutter zu verhindern.
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Um düs Antriebszahnrad 27 mit dem Antriebsritzel 9 zu verbinden, ist
eine selbsttätig oder halbselbsttätig steuerbare Reibungskupplung vorgesehen, die
aus Kupplungsscheiben 34 und 36 besteht (vgl. Fig. 3), die auf der Nabe des Ritzels
9 bzw. auf der Innenseite des Antriebszahnrades 27 aufgenutet sind. Diese Kupplungsscheiben
sind so angeordnet, daß sie durch eine Steuermutter 3.6 miteinander in Reibungseingriff
gebracht werden . können. Die Steuermutter 36 ist auf einem Gewinde 37, am Ende
der Ritzelnabe 2;8 aufgeschraubt und so angeordnet, daß sie .die Kupplungsscheiben
gegen eine Druckscheibe 38 festklemmen kann, die sich gegen eine auf dem genannten
Ritzel vorgesehene Schulter 39 stützt.
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Um die Klemmwirkung der Mutter 36 zu steuern, ist eine Feder 41 vorgesehen,
die auf dem Umfang der genannten Mutter reibend angeordnet und mit einem Endvorsprung
42 versehen ist, der sich in radialer Richtung in der Ebene eines im Zahnradgehäuse
4 verschiebbar gelagerten Sperrstiftes 43 erstreckt. Der Sperrstift 43: kann von
Hand oder mittels einer Magnetspule 44 in die Bahn des Vorsprunges 42 geschoben
werden, wobei diese Spule nach Wunsch von Hand oder selbsttätig erregt werden kann.
I Die Teile der Kupplung für das schnell laufende Getriebe sind so bemessen und
angeordnet, daß, wenn .die Reibungsfeder 41 durch den Sperrstift 43 in ihrer Bewegung
aufgehalten wird, die verzögernde Wirkung der Feder die Steuermutter 36 so becinflußt,
daß diese die Scheibenkupplung 34 bis 35 einrückt und das Antriebszahnrad 27 mit
dem Antriebsritzel9 und infolgedessen auch mit der Antriebswelle 3 undrehbar verbindet.
Beim Lösen der Reibungsfeder 41 wird jedoch .die Kupplung vom Druck der Steuermutter
36 entlastet, so daß das Zahnrad a7 von der Antriebswelle 3 gelöst wird. Auf Wunsch
kann eine schalenförmige federnde Scheibe 45 zwischen der Steuermuster 36 und dem
Zahnrad 27 angeordnet sein, um die lösende Bewegung der Mutter 36 zu erleichtern.
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Da die Reibung der Feder 41, wenn das Getriebe im schnellen Gang arbeitet,
eine schädliche Verzögerung darstellt, wird der Druck derselben so gering gewählt,
wie sich dieses mit einer zuverlässigen Steuerung des Getriebes vereinbaren liäßt.
Eine Ausführungsform, die sich im Betrieb bewährt hat, besitzt ein Gewinde von ungefähr
12 bis 2o mm Durchmesser mit einem Steigungswinkel von ungefähr 1,8 bis 2o°, ferner
eine Reibungsfläche mit einem mittleren Durchmesser von ungefähr 32 bis 38 mm auf
der Steuermutter und ein Steuerdrehmoment von ungefähr 2,3 cm/kg. Um ein ruhiges
Arbeiten des Getriebes während längerer Betriebszeiten zu gewährleisten, ist das
Gehäuse 4 zweckmäßig so angeordnet, daß es teilweise mit einem geeigneten Schmiermittel
gefüllt werden kann. Um dieses Schmiermittel zurückzuhalten, sind die Lager der
Vorlegewelle im Motorgehäuse 2 und im ,Zahnradgehäuse 4 zweckmäßig in der bei 46
bzw. 47 gezeigten Weise abgedichtet.
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Die Arbeitsweise des Getriebes ist folgende: Wenn der Motor i; in
Gang, gesetzt wird, während der Sperrstift 43 sich in der in Fig. i gezeigten Rückzugstellung
befindet, so wird die Drehung, der Antriebswelle 3 durch das Ritzel 9 auf das Zahnrad
13 übertragen. Durch eine darauffolgende Drehung der Reibungsfeder 24 wird das Zahnrad
13 mit der Vorlegewelle 15 zusammengekuppelt so daß sich die genannte Welle dreht
und die getriebene Welle 7 durch das Triebrad 16 und das Zahnrad 18 antreibt. Das
Rad 8 treibt dabei die .anzutreibende Vorrichtung in langsamem Gang an.
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Soll die Vorrichtung jetzt im schnellen Gang angetrieben werden, so
genügt es, den Sperrstift 43, in die Bahn des Endstückes 42 der Reibungsfeder 41
zu bringen. Hierdurch wird die Steuermutter 36 in ihrer Drehbewegung gebremst, und
sie schraubt sich infolgedessen längs der Nabe des Ritzels 9 so weit auf, bis sie
gegen das Zahnrad 27 stößt, mit dem sie in festen Eingriff kommt. Gleichzeitig werden
auch hierdurch die Kupplungsteile 34, 35 für den schnellen Gang eingeführt. Das
Zahnrad 27 dreht sich dann mit der Antriebswelle 3 und treibt die Vorgelegewelle
durch das Triebrad 29 an, so daß die getriebene Welle 7 nunmehr im schnellen Gang
angetrieben wird. Soll jetzt der langsame Gang wieder eingeschaltet werden, so genügt
es, den Sperrstift 43 vom Endvorsprung 42 der Feder 41 zu lösen, worauf die Kupplung
für den schnellen Gang selbsttätig gelöst und das Zahnrad 2,7 von der Antriebswelle
3 freigegeben wird.
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Solange die Vorrichtung im schnellen Gang betrieben wird, bleibt die
Steuermutter 2,1 der Kupplung für den langsamen Gang durch die Freilaufwirkurig
der Vorgelegewelle außer Eingriff mit dem Zahnrad 13. Wenn die Kupplung für den
schnellen Gang aber ausgerückt wird, so -wird. die Kupplung für den langsamen Gang
in der oben beschriebenen Weise selbsttätig wieder eingerückt, worauf die Vorrichtung
wieder im langsamen Gang arbeitet.
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Das erfindungsgemäße Wechselgetriebe stellt somit eine Vorrichtung
dar, die im Betrieb wirksam und zuverlässig ist und leicht durch selbsttätige oder
halbselbsttätige Betätigungsmittel in einfacher und kraftschlüssiger Weise gesteuert
werden kann. Seine selbsttätigen Freilaufreibungskupphingen arbeiten ohne Schlupf,
wobei sie auch völlig ohne Stoß eingerückt und ohne Festklemmen ausgerückt werden
können..
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Wird das erfindungsgemäße Wechselgetriebe bei einer Hauswaschmaschine
der eingangs erwähnten Art verwendet, so genügt es, den Waschvorgang ; im normalen
langsamen Gang einzuleiten, und nach
Ablauf einer entsprechenden
geeigneten Zeit den Sperrstift 4,3 entweder von Hand zu betätigen oder durch eine
zeitlich gesteuerte Betätigungsvorrichtung betätigen zu lassen, worauf das Getriebe
für den schnellem Gang zur Ausführung des Trockenvorganges eingerückt wird.
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Wenn auch nur eine Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben
und dargestellt wurde, so versteht es sich doch von selbst, daß auch andere Ausführungsformen
möglich sind und ferner, daß an der Ausbildung und Anordnung der Teile verschiedene
Abänderungen im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden können.