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Schaltwerkswechselgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf Schaltwerkswechselgetriebe
der nach der Patentschrift 418 68o bekannten Art, bei denen zwischen einer gleichförmigen
An- und Abtriebsbewegung zwei Übertragungsäste eingeschaltet sind, die um go'= voneinander
phasenverschoben arbeiten. In beiden Übertragungsästen werden die Drehbewegung des
Antriebes in eine parallele, hin und her gehende Bewegung von einstellbarer Hublänge
und diese in Drehschwingbewegungen umgewandelt, die durch Schaltwerke gleichgerichtet
werden. Die gleichgerichteten Drehschwingbewegungen beider Äste werden dann in einem
Umlaufrädergetriebe zusammengesetzt. Die hierbei noch verbleibenden Ungleichförrnigl:eiten
der Drehbewegung werden durch ein im gemeinsamen Antriebsast liegendes urirundes
Zahnräderpaar ausgeglichen.
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Bei dem Gegenstand der Erfindung kommt das urirunde Zahnräderpaar
dadurch in Fortfall, daß in den beiden Getriebeästen ein solcher Geschwindigkeitsverlauf
erzielt wird, daß die Addition beider Geschwindigkeiten stets eine gleichförmige
Geschwindigkeit ergibt. Dieser Geschwindigkeitsverlauf in den einzelnen Ästen wird
dadurch erreicht, daß die geradlinige Schwingbewegung des Zwischengetriebes genau
verhältnisgleich dem Quadrat des Sinus des entsprechenden Antriebsdrehwinkels ist.
Also v, = 2', sin2al,
wobei v ?n - den entsprechend
-der ;Regelung."jeweils größten Wert der Schwinggeschwindigkeit darstellt.
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Zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses wird die schwingende Bewegung
-ganz" verkürzt oder Tiber-. haupt nicht auf ein weiteres Glied übertragen: Die
Schwingbewegungen dieses Gliedes werden dann mit Hilfe von-zwei laufenden Reib-
öder Zahngesperren wieder in gleichgerichtete Drehbewegung umgesetzt, wobei diese
Drehbewegung denselben Geschwindigkeitsverlauf wie die Schwingbewegung aufweist.
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Ein zweiter solcher, aus den gleichen Gliedern bestehender Mechanismus
wird nun so angeordnet, daß seine Schwingung eine Phasenverschiebung von genau go°
gegen die des ersten erhält. Also
v2 = vm sinla2, wobei a2, = a1 ± go° ist.
-Durch diese Phasenverschiebung- -verhalten sich die beiden Geschwindigkeiten jeweils.
so, -daß jede als die dem Winkel der anderen entsprechende Cosinusfunktion erscheint
(s. Abb. i). Also v. sin2al
= v. cos'a2 bzw. % sin?a2
= v. cos'ai,
-. nun gilt aber sinlx -(- cos2x = i, in diesem Falle also ` `
d. h. durch algebraische Addition der jeweiligen Geschwindigkeitswerte ergibt sich
immer eine gleichbleibende Summe. Entsprechend dem Stande der Regelung ist diese
Summe, die eine gleichförmige Geschwindigkeit darstellt, größer, gleich oder kleiner
als die gleichförmige Antriebsgeschwindigkeit. Diese algebraische Addition der Geschwindigkeitswerte
wird in einem Ausgleichsgetriebe vorgenommen, das zwischen die beiden gleichgerichteten
Abtriebsdrehbewegungen der zwei schwingenden' Teile geschaltet wird. Die Abtriebswelle
dieses Ausgleichsgetriebes läuft dann mit einer dem Stande der Regelung entsprechenden
gleichförmigen Winkelgeschwindigkeit um.
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Abb. i zeigt den Geschwindigkeitsverlauf der gleichgerichteten Abtriebsdrehbewegungen
der beiden Schwingungen (oder der beiden angetriebenen Achsen des Ausgleichsgetriebes)
in einem Intervall von o bis 36o° Antriebsdrehwinkel. Da die Schwingungen in gleichgerichtete
Drehbewegung umgesetzt wurden, haben die Geschwindigkeitswerte immer gleiches Vorzeichen,
ihre Kurven liegen also in ihrer Gesamtheit nur auf einer Seite der Abszisse.
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Abb: 2 zeigt nun schematisch eine der verschiedenen Möglichkeiten,
eine solche Schwingung zu erzeugen und der Ausbildung eines solchen schwingenden
Mechanismus: Von Zahnrad ä wird die Antriebsdrehbewegung auf Zahnrad b übertragen.
Durch Zahnrad b wird der Zapfen c mit gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit längs
seiner Bahn d bewegt, der Zapfen c versetzt dabei die Kreuzschleife e .in Schwingung.
Die Bahn d hat etwa elliptische Gestalt, dadurch erhält die erzeugte Schwingung
den geforderten Geschwindigkeitsverlauf entsprechend dem Quadrat des Sinus des Antriebsdrehwinkels.
Die schwingende Bewegung wird dann von der Kreuzschleife e mit demselben Geschwindigkeitsverlauf
vermittels des Zapfens f auf die Kreuzschleife g übertragen. Durch die Zahnstangen
hl und h2 werden die Zahnräder il und i2 angetrieben. Mit Hilfe der Sperrklinken
k1 und k2 und der Sperrräder 1, und 1, wird dann die schwingende Bewegung
wieder in gleichgerichtete Drehbewegung umgesetzt. Die Regelung des Umformers geschieht
dabei auf folgende Weise: Beide Kreuzschleifen e und g schwingen in derselben Ebene,
aber die Schwingungsrichtung der Schleife e gegenüber Schleife g ist verstellbar.
Schleife g schwingt in dem festen Gestell m, während Schleife e in dem schwenkbaren
Gestell n schwingt. Gestell n kann nun um die Achse des Antriebsrades ct
geschwenkt werden, ohne daß sich dabei die Lage der Schleife e gegenüber dem Gestell
n ändern könnte und ohne daß dabei eine Änderung der Antriebsbedingungen eintritt.
Durch das Schwenken des Gestells n um die Achse von a schließen die beiden Schwingungsrichtungen
einen Winkel ein. Die Schwingungslängen der beiden Kreuzschleifen verhalten sich
dann wie i zu dem Cosinus des Winkels, den die beiden Richtungen einschließen. In
Stellung o (Abb. 2) beträgt der Winkel o°, also cos o° = i, die Schwingung wird
in gleicher Größe übertragen. In Stellung P beträgt der Winkel go°, also cos go°
= o, die Schwingung wird nicht übertragen, Schleife g bleibt dabei in Ruhe. Die
Eigenart des Geschwindigkeitsverlaufs der Schwingung wird dabei in keiner Weise
geändert, da ja auch alle Teilwege sich in demselben Verhältnis verkürzen. Durch
das Schwenken des Gestells yt aus Stellung o nach Stellung P oder umgekehrt wird
also das Verhältnis der Antriebs- zur Abtriebsgeschwindigkeit stetig von i gegen
o oder o gegen i ohne Stufensprünge geändert.
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Durch konstruktive Maßnahmen kann dieses Verhältnis auch jeden beliebigen
Wert größer als i annehmen. Außerdem ist die Erzeugung der Schwingung mit dem verlangten
Verlauf der Geschwindigkeiten auch mit anderen getrieblichen Hilfsmitteln möglich,
z. B. durch eine Kurvenscheibe oder durch eine umlaufende Stirnkurbel mit einer
Kreuzschleife, wobei dem Querhaupt der Kreuzschleife eine besonders gestaltete endlose
Nut - eingefräst wird usw. Die Regelung kann dabei auch durch ein verstellbares
Gestänge oder einen verstellbaren Kulissenhebel getätigt werden.
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Bei der praktischen Ausführung des Getriebes wird man der Kurvenscheibe
den Vorzug geben, aber auch die anderen Möglichkeiten sind durchaus brauchbar.
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Der Fortschritt des Getriebes liegt darin begründet, daß eine unbedingte
Gleichförmigkeit des Abtriebes ohne große Leistungsverluste erzielt werden kann.
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Mit Vorteil ist dieses Getriebe in der Fertigungsindustrie zum Antrieb
von Werkzeugmaschinen zu verwenden, wobei der Fortfall einer besonderen Kupplung
einen weiteren Vorteil bedeutet. Es läßt
sich aber auch zu stufenlosen
Antrieben jeder anderen Art verwenden. Die Anwendung wird nur durch die höchstzulässige
Schwinggeschwindigkeit begrenzt.