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Im Durchmesser veränderliches Scheibenrad für Zugmitteltrieb Die Erfindung
betrifft ein Ketten- oder Riemengetriebe, dessen Übersetzung durch eine Vorrichtung
zur Veränderung des Durchmessers am angetriebenen Rad selbsttätig verstellt wird.
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Nach der Erfindung wird die auf einer Nabe sitzende Felge in radial
verschiebbare Segmente zerlegt. Die Segmente sind durch in Führungen gelagerte speichenartige
Lenker mit der Nabe verbunden und werden durch Federn zusammengehalten, bei steigendem
Zug des Zugorgans aber von der Nabe abgehoben.
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Die Zeichnungen zeigen zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes,
und zwar zeigt Fig. I eine Konstruktion des Kettenrades für eine Freilaufnabe, Fig.
2 das. Kettenrad im Schnitt A-B, Fig. 3 das Kettenrad nach einer Vierteldrehung
in gespreizter Stellung, Fig. 4 zwei Felgenteile nach plötzlicher Rückkehr aus der
gespreizten Stellung in die Ausgangsstellung, Fig. 5 einen Führungsring mit Schlitzen
für die Zapfen des Felgenteiles und mit Bohrungen für die Bolzen, Fig. 6 eine Keilriemenscheibe,
Fig. 7 die Keilriemenscheibe im Schnitt C-D. Das Kettenrad in Fig. 2 setzt sich
zusammen aus einer von zwei Ringen gebildeten Nabe, von denen der linke, 2, mit
einem Innengewinde versehen, der rechte, 3, ohne Gewinde ist. Letzterer nimmt den
mit Linksgewinde versehenen Konterring 4 auf, der eine Linksdrehung des Kettenrades
bei Rücktritt verhindert. Durch speichenartige Lenker 7 in Fig. r ist der Felgenteil
z mit der Nabe beweglich verbunden. Zur besseren Führung der Lenker und Felgenteile
und zurr Begrenzung der Spreizung
erhält das Kettenrad beiderseits
je einen Führungsring 5 mit Schlitzen Io, wie sie besonders Fig. 5 zeigt: Der Felgenteil
ist beiderseits, mit einer Rille zur Aufnahme -der Feder iI versehen. Auf dem Felgenteil
i sitzt ein Zapfen 9 (Fig. i), der sich in dem Schlitz Io bewegt und den Spreizvorgang
begrenzt. Führungsringe, Lenker und Nabe werden durch Bolzen 6 (Fig. I und 3) befestigt.
Das gleiche gilt auch für die Befestigung der Lenker mit dem Felgenteil durch Bolzen
B. Um eine reibungslose Drehung der Lenker zwischen den Führungsringen zu gewährleisten,
werden letztere auf der Innenseite mit Distanzstücken versehen, die aus Gründen
der Übersichtlichkeit necht gezeichnet sind.
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Durch Ziffer 12 in Fig. I werden Spannrollen angedeutet, die der Führung
des Zugorgans und dem Ausgleich seiner Längenänderung dienen. Fig. 4 zeigt zwei
in ihre Ausgangsstellung zurückgekehrte Felgenteile bei plötzlich nachlassendem
Kettenzug.
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Die Keilriemenscheibe in Fig. 6 besteht aus. der Nabe I4, die durch
speichenartige Lenker 15 mit dem Felgenteil 13 verbunden ist. Letztere hat beiderseits
eine Rille zur Aufnahme der Feder i9. Die Befestigung der beweglichen Teile erfolgt
durch Bolzen, 16 und 17. Die Anschlagbolzen 18 verhindern ein Überschlagen der speichenartigen
Lenker in Zugrichtung. Jeder Felgenteil weist einen Zapfen 2o auf, an dem die Federn
19 eingehängt sind. Die Spannrolle 2,1 dient der Führung des Zugorgans und dem Ausgleich
seiner Längenänderung.
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Der die radiale Veränderung herbeiführende Spreizvorgang beim Kettenrad
nach Fig. I und 3 spielt sich wie folgt ab: Bei einem ein bestimmtes Maß an Kraft
nicht übersteigenden Kettenzug dreht sich das Rad normal wie jedes andere, d. h.,
die Felgenteile werden durch axial wirkenden Feder- und Kettenzug in Verbindung
mit dem Eigengewicht des Felgenteils zusammengehalten. Auf ebener und guter Landstraße
kann auch ohne Feder gefahren werden, ohne daß sich die im Eingriff befindlichen
Felgenteile von der Nabe abheben. Die Drehung wind in diesem Falle in der Hauptsache
durch den Schub der speichenartigen Lenker' bewirkt. Sobald aber die angedeutete
Kraft zunimmt bzw. bei gleichbleibendem Kettenzug die Last wächst, wird die Feder
gedehnt. Der oder die unter der gestiegenen Zugwirkung stehenden Felgenteile werden
durch speichenartige Lenker 7 von der Radnabe abgehoben, wobei der Spreizvorgang
durch in Schlitzen Io der Führungsringe 5 laufende Felgenteilzapfen9 begrenzt wird.
Dabei schiebt der jeweils abgehobene Felgenteil den vor ihm liegenden vor sich her,
indem auch dieser zum Teil von der Nabe abgehoben wird. Sobald der unter Zugwirkung
stehende Felgenteil sich von der Kette löst, wird er durch den Federzug in seine
Ausgangsstellung zurückgeführt. Bei plötzlich nachlassendem Kettenzug entsteht ein
Kettenüberhang. Es liegt jetzt die Vermutung nahe, daß diese Mehrlänge in den Lücken
zwischen den Felgenteilen durchhängt und sich zwischen ihnen festklemmt. Die Praxis
beweist aber das Gegenteil, denn dem durch Federn sehr schnell nach unten gezogenen
Felgenteil vermag die Kette nicht zu folgen. Sie muß nach oben ausweichen und bildet
gewissermaßen eine Schlinge, wie sie Fig. 4. zeigt. Bei neu einsetzendem Zug entsteht
zwischen den beiden Felgenteilen der alte Zwischenraum, und die Schlinge ist störungsfrei
beseitigt. Das, durch die radiale Veränderung entstehende Kettenplus oder -minus
kann durch eine Vorrichtung ähnlich der bei der Dreigangkettenac altung ausgeglichen
werden, die in Fig. I durch Führungsrollen I2 angedeutet ist und auf deren weitere
Funktion an einer anderen Stelle noch näher eingegangen wird. Bei dem in den Fig.
I, 2 und 3; dorgestellten Kettenrad muß auf einen Umstand hingewiesen wer-dien.
Indem die Feder als Ganzes. wirkt, werden die Felgenteile nacheinander von der Nabe
über die Lenker abgehoben. Durch die Länge des .Schlitzas kann der Abstand der Felgenteile
im gespreizten Zustand auf ein, zwei oder drei Kettenglieder begrenzt werden, wodurch
eine entsprechende Vergrößerung des: Radius: erreicht wird. Im übrigen kann auf
eine Federrille verzichtet werden, wenn ein Felgenteil nicht mit dem benachbarten,
sondern dem gegenüberliegenden, also quer durch die Radmitte, durch eine Feder verbunden
wird. Diese Anordnung ergäbe ein Federkreuz.
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In Fig. 6 und 7 wird eine zweite von vielen möglichen Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes, aufgezeigt. Zum Unterschied von der schon beschriebenen
wirkt die Feder nicht mehr als Ganzes; sondern ist in sechs Einzelfedern unterteilt.
Der Spreizvorgang bei dieser Ausführungsform spielt sich daher wie folgt ab: Bei
steigendem Zug bzw. bei gleichbleibendem Kettenzug und wachsender Last werden die
unter dem Einfluß des Zugorgans stehenden Felgenteile teilweise oder ganz über die
speichenartigen Lenker 15 aufgerichtet und von der Nabe abgehoben. Dabei werden
die vor .ihnen liegenden Felgenteile durch den Schub schon teilweise aufgerichtet.
Bei der völligen Aufrichtung dieser Felgenteile wirkt zusätzlich der Federzug auf
-die nachfolgenden ein, so daß diese gespreizt unter den Keilriemen geführt werden,
wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Den Ausgleich des Riemenüberhangs übernimmt eine
Spann- und Führungsrolle, wie sie durch Ziffer 2I angedeutet ist.
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Die Vorteile der zwei beschriebenen AusfüihrungsfoTmen gegenüber dien
sich mit der gleichen Aufgabe befassenden Erfindungen sind folgende: i. Die Konstruktion
ist einfach und daher billig. Sie läßt sich auf jeder Fneilaufnabe nach Entfernung
des Zahnkranzes anbringen.
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2. Der normale Gang ist der Schnellgang. Er schaltet sich automatisch
aus und ein.
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3. DieFe@derkann mühelos gegen eine schwächere oder stärkere ausgewechselt
werden. Durch Verlängerung der Schlitze ro kann die radiale Veränderung
weiterhin
differenziert werden. Der Fahrer kann sich somit das ihm genehme Übersetzungsverhältnis.
selbst schaffen.
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4. Der Spreizvorgang kann durch entsprechende Führung des Zugorgans
nahezu ausgeschaltet werden, indem mehr Felgenteile unter das Zugorgan geführt werden.
Zu diesem Zweck bedarf es nur einer Vorrichtung, welche die Spannwellen in Richtung
der Tretlager verschieben.
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5. Die Kette bleibt bei jeder Übersetzung und beim Umschalten stets
im Eingriff mit dem Kettenrad und läuft stets in der gleichen Ebene.
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6. Die vorstehend angeführten Vorteile gelten in erhöhtem Maße für
Antrieb durch Riemenscheiben. Ein Riemenüberhang bei plötzlich nachlassendem Zug
wird sofort durch die Spannwelle ausgeglichen, was beim Zahnrad zur erwähnten Schlingenbildung
führt.
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7. Der größte Vorteil bei Riemenantrieb ist die Tatsache,, daß bei
Überbeanspruchung des Getriebes ein Ausgleich geschaffen wird, der sich regulierend
auswirkt und das Getriebe vor den mannigfachen Schäden; bei Überbeanspruchung bewahrt.
B. Die erfindungsgemäße automatische Gangschaltung ist für verschiedene Arten von
Maschinen anwendbar.