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Gleichachsiges Mehrfachschneckengetriebe Die Erfindung bezweckt in
erster Linie, An- und Abtrieb eines Schneckengetriebes gleichachsig zu gestalten.
Beim normalen Schneckengetriebe liegen An- und Abtrieb um 9o° abgewinkelt und höhenversetzt
zueinander. Will man mit normalen Schneckengetrieben einen gleichachsigen An- und
Abtrieb erreichen, so muß man zwei Schneckengetriebe hintereinanderschalten und
die Höhen-bzw. Seitenversetzung der An- und Abtriebswellen mittels eines zusätzlichen
Stirnräderpaares ausschalten. Dieser Aufwand steht der Anwendung eines Schneckengetriebes
selbst in den Fällen im Wege, in denen man es seines geräuschlosen Ganges wegen
sonst unbedingt anderen Getrieben vorziehen würde. Ferner bezweckt die Erfindung,
die bei einer eingängigen Schnecke in vielen Fällen unerwünschte Selbsthemmung aufzuheben.
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Die vereinfachte Lösung der obenerwähnten Probleme erfolgt durch Anwendung
eines Schneckengetriebes, bei dem An- und Abtrieb gleichachsig liegen. Der Aufbau
dieses Getriebes geht von einer halbgeteilten Globoidschnecke aus, die antriebsmäßig
in ein entsprechendes - 9o° abgewinkeltes - Schneckenrad eingreift. Dieses angetriebene
Schneckenrad ist mit einer zur Schneckenradverzahnung stark abgewinkelten Schneckenverzahnung
zusätzlich versehen, welche wiederum in ein Schneckenrad eingreift, das mit der
Globoidantriebsschnecke gleichachsig angeordnet
ist und diese profilmäßig
zur fehlenden Hälfte ergänzt. Hierdurch -wird die Gleichachsigkeit von An- und Abtrieb
mit wesentlich geringeren Mitteln als bisher durchgeführt und dadurch bedingt auch
mit wesentlich geringeren Dimensionen erreicht. Außerdem wird gleichzeitig trotz
großer Untersetzung die vielfach störende Selbsthemmung aufgehoben.
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In den Abb. I bis Io ist das gleichachsige Mehrfachschneckengetriebe
in seinen verschiedenen Ausführungen zeichnerisch dargestellt; die Abb. I bis 3
zeigen ein gleichachsiges Doppelschneckengetriebe. Die vom Antriebsmotor getriebene,
im angeflanschten oder freien Gehäuse I gelagerte Welle 2 treibt die auf ihr befestigte
halbe Globoidschnecke 3, die in das um 9o° abgewinkelte Schneckenrad 4 eingreift.
Das Schneckenrad 4 hat außer der normalen Schneckenradverzahnung zusätzlich noch
eine Schneckenverzahnung, wie die in Abb.3 ersichtlichen schematisch dargestellten
Verzahnungen 5 und 6 des Schneckenrades 4 erkennen lassen. Die Schneckenverzahnung
6 des Schneckenrades 4 wiederum greift in die mit der Antriebsschnecke 3 gleichachsig
und profilgleich verzahnte Schnecke 7 ein. Dieses wiederum ist auf der im Gehäuse
i gelagerten Abtriebswelle 8 befestigt. Das Schneckenrad 4 ist auf der Welle 9 befestigt,
die ebenfalls im Gehäuse I gelagert ist. Die gleichachsigen An- und Abtriebswellen
2 und 8 stützen sich gegenseitig durch Lagerung ab. Es ist dies die einfachste Form
eines gleichachsigen Doppelschneckengetriebes und geeignet, drei an verschiedenen
Stellen anzapfbare Drehzahlen zu erzeugen. Die Drehzahlen können sehr unterschiedlich
gewählt werden, ohne eine Gehäuseänderung vornehmen zu müssen; ein Vorteil, der
den Schneckengetrieben an sich eigen ist, da der Schneckendurchmesser von der Gangzahl
(Zähnezahl, Steigungswinkel) unabhängig ist.
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Ein Wendegetriebe mit langsamem Vorlauf und schnellem Rücklauf entsteht,
wenn man nach Abb. 4 bis 7 das Schneckenrad 4 gegenüber einer rechtsgängigen Antriebsschnecke
3 mit einer linksgängigen Schneckenverzahnung versieht, wodurch An- und Abtriebsdrehung
im entgegengesetzten Drehsinn verlaufen. Die Umschaltung erfolgt durch Ziehkeil-
und Schaltmuffenbetätigung, die entweder von Hand oder automatisch durch eine Kurvenwalze
ausgelöst werden kann. Die im Gehäuse i gelagerte Antriebswelle 2 treibt wiederum
die an der Aussparung mit Schaltklauen versehene halbe mehrgängige Globoidschnecke
3, die das Schneckenrad 4 in einem zu wählenden Übersetzungsverhältnis dreht. Die
Schneckenverzahnung 6 des Schneckenrades 4 ist nach dem Verzahnungsschema (Abb.
7) linksgängig, wodurch die mit der Schneckenverzahnung 6 im Eingriff stehende Abtriebsschnecke
7 gegenüber der Antriebsschnecke 3 entgegengesetzt dreht. Für die Betätigung der
Umsteuerung ist mit der Schnecke 7 ein Stirnrad Io, welches mit dem Stirnrad II
im Eingriff steht, unmittelbar verbunden. Das Stirnrad II wiederum dreht über die
Welle 12 die Kurvenwalze 13, die die Rolle 14 und den Mitnehmer I5 in Achsrichtung
bewegt. Der Mitnehmer 15 bewegt die in der Buchse 16 gehaltenen beiden Ziehkeile
17. Die beiden Ziehkeile 17 sind in der Abtriebswelle 8 in Keilnuten längs geführt
und verschieben wiederum die mit der Keilwelle 9 verbundene Schaltmuffe 18, die
mit ihren stirnseitigen Schaltklauen entweder in die Klauen der Antriebsschnecke
3 oder die der Schnecke 7 eingreifen kann. Aus dem übersetzungsverhältnis der Stirnräder
Io und II und der Kurvenform der Schaltwalze 13 ergibt sich der zeitliche Verlauf
des Umschaltvorganges für Vor-und Rücklauf. Vor Eingriff der zu schaltenden Klauen
tritt je eine Synchronisierungsbremse I9 und 2o in Tätigkeit, die die auf der Schaltmuffe
I8 befestigte Bremsscheibe 2i kurzzeitig auf die entsprechende Schaltdrehzahl bringt.
An Stelle der Kurvenwalzenschaltung kann auch eine über eine Stiefelknechtsteuerung
geschaltete Doppelmagnetkupplung ferngesteuert die Umschaltung vornehmen. Außerdem
ist es möglich, die Umsteuerung von Hand vorzunehmen, wenn man mittels des Handgriffes
22 den Mitnehmer 15 betätigt, wobei eine mitgehende, im Gehäuse i geführte Rasterwelle
23 durch die Kugelrast 24 fixiert wird. Ein zwischen der Abtriebswelle 8 und der
umzusteuernden Maschine einzuschaltendes ,veränderliches Übersetzungsgetriebe kann
den zeitlichen Ablauf des Vor- und Rücklaufs weitgehendst beeinflussen.
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Durch Hintereinanderschaltung zweier oder mehrerer solcher Doppelschneckengetriebe
kann ein gedrängt gebautes Mehrgangwechselgetriebe geschaffen werden.
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In den Abb. 8 bis Io ist ein solches Getriebe durch Hintereinanderschaltung
zweier Doppelschneckengetriebe zeichnerisch dargestellt. Die Antriebswelle 2 dreht
die halbe Globoidschnecke 3, von wo aus das Schneckenrad 4 die Schnecke 25 antreibt.
Mit der Schnecke 25 ist die halbe Globoidschnecke 26 unmittelbar verbunden, die
wiederum das Schneckenrad 27 antreibt. Die auf die Abtriebswelle 28 zu übertragenden
fünf verschiedenen Drehzahlen werden durch einen von Hand zu schaltenden doppelten
Ziehkeil I7, der jeder Drehzahl-Anzapfstelle der Reihe nach entsprechend. zugeordnet
wird, abgenommen. Hierfür werden die Drehzahlen der Schneckenräder 4 und 27 einmal
durch das Kettengetriebe 29, 30, 31 und zum anderenmal über die Stirnräder 32 und
33 auf die Kegelräder 34 und 35 übertragen, von wo aus sie auf die abgewinkelten
Kegelräder 36 und 37 schaltgerecht gelegt werden. Die Kegelräder 34 und 35 drehen
sich ineinandergelagert auf dem feststehenden Lagerzapfen 38, der durch den mit
dem Gehäuse i verschraubten Lagerbock 39 gehalten ist. Der Schalthebel 15 wird lediglich
in Achsrichtung längs verschoben .und nimmt über die Laufbuchse 16 den mit der Abtriebswelle
28 umdrehendenDoppelziehkeil 17 mit. DerDoppelziehkeil wiederum greift jeweils
in die drei Schaltmuffen i8 ein, die gesondert die Keilwelle 28 mitnehmen. In diesem-Falle
sind die Schaltmuffen 18 mit außenliegenden Schaltklauen versehen, die nacheinander
in die für die Gänge i bis 5 vorgesehenen Schaltklauen 40, 4, 42, 43, 44 eingreifen,
so
daß eine Hintereinanderschaltung der Gänge durch geradlinige Verschiebung des Schalthebels
15 gewährleistet ist. Die Arretierung der einzelnen Gänge erfolgt ebenfalls durch
eine im Gehäuse I verschiebbar angeordnete mitgehende Rasterwelle 23, die in die
Kugelrasten 24 eingreift. Zwischen den einzelnen Gängen befindet sich jeweils eine
Leerlaufstellung.
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Außer den beliebig abzustufenden fünf Vorwärtsgängen können auch vier
Vorwärtsgänge mit einem langsamen Rückwärtsgang geschaltet werden, wenn man die
Schneckenverzahnung des Schneckenrades 27 linksgängig ausführt. Auch kann in einfacher
Weise ein Gemischtgetriebe aus beliebigen aufeinanderfolgenden Vorwärts- und Rückwärtsgängen
zusammengestellt werden. Durch Hintereinanderschaltung von drei Doppelschneckengetrieben
erhält man ein 7-Gang-Getriebe.
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Aus der Gesamtanordnung ist zu erkennen, daß es auf diese Weise möglich
ist, Mehrganggetriebe großer Abstufung auf geringem Raum unterzubringen. Das zu
übertragende Leistungsmaximum ist abhängig von der Größe des zu erreichenden Zahnmoduls
der Schneckenräder.
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Die zu übertragende Leistung läßt sich verdoppeln, wenn man zwei solcher
5- bzw. 7-Gang-Getriebe mit über Stirnrädern gemeinsamem An-und Abtrieb parallel
geschaltet benutzt. Die Gangschaltung erfolgt durch Kupplung beider Ziehkeilsysteme
über einen gemeinsamen Schalthebel. Das Gehäuse ist für beide Getriebe gemeinsam.
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Eine feinere Abstufung des gesamten Übersetzungsbereichs mit Verdopplung
der Gangzahl läßt sich erreichen, wenn man die beiden 5- bzw. 7-Gang-Getriebe mit
über Stirnräder verbindenden gemeinsamen An- und Abtrieb parallel geschaltet benutzt.
Die zu wählende Zwischenstufe läßt sich durch Übersetzung des einen Getriebes ins
Langsame oder Schnelle erreichen. Die für den gemeinsamen Abtrieb vorgesehenen Stirnräder
übertragen I : I. Der für die beiden Ziehkeilsysteme gemeinsame Schalthebel schaltet
die Gänge wechselseitig mit dazwischenliegenden Leerlaufstellungen.
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Der zu erreichende Übersetzungsbereich ist durch die beliebige Anordnung
von ein-, zwei- und vielgängigen Schnecken sehr groß. Die Verwendung von mehrgängigen
Schnecken bedeutet die Aufhebung der Selbsthemmung. Die günstigste Verzahnung des
Schneckenrades ist zu erreichen, wenn die Schneckenradverzahnung rechtsgängig und
die Schneckenverzahnung linksgängig oder umgekehrt ausgeführt wird. In diesem Falle
schneiden sich die Profile fast senkrecht. Der Doppelziehkeil ist lediglich mit
der Schaltmuffenbetätigung belastet, während die Übertragung der Drehmomente durch
die Schaltmuffen und die Keilwelle erfolgt.
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Die gewerbliche Anwendung des gleichachsigen Doppelschneckengetriebes
ist sehr vielseitig. Es kann beispielsweise als Untersetzungsgetriebe für Elektroantriebe,
bei Elektrowerkzeugen (elektrischen Handbohrmaschinen u. dgl.) in der Ausführung
nach Abb. I bis 3 verwendet werden. Auch kann es im allgemeinen überall dort verwendet
werden, wo an Stelle der Abwicklung durch die normalen Schneckengetriebe Gleichachsigkeit
gefordert wird. Auch kann bei seiner Verwendung im Aufbau von größeren Getriebegruppen
viel Raum eingespart werden.
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Als Wendegetriebe für Werkzeugmaschinen, bei denen langsamer Vorlauf
und schneller Rücklauf gefordert werden, kann das gleichachsige Doppelschneckengetriebe
nach Abb, 4 bis 7 verwendet werden. Gegenüber den hydraulischen Steuerungen dieser
Art kann eine wesentliche Verbilligung erzielt werden. An Stelle der Kurbelschleifengetriebe
kann durch dieses -Getriebe viel Raum eingespart werden. Eine Verwendung als Bootswendegetriebe
ist ebenfalls möglich.
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Als umschaltbares Mehrganggetriebe mit großen Übersetzungsabstufungen,
wie sie für umschaltbare Zählwerke u. dgl. im Rechenmaschinenbau benutzt werden,
kann das gleichachsige Mehrgangschneckengetriebe nach Abb. 8 bis Io benutzt werden.
Hierdurch ließe sich ein einfacherer gedrängter Getriebeaufbau mit geräuschlosem
Gang verwirklichen.