DE947584C

DE947584C - Geschwindigkeitswechselgetriebe

Info

Publication number: DE947584C
Application number: DEG6981A
Authority: DE
Inventors: William W Sloane
Original assignee: Goodman Manufacturing Co LP
Current assignee: Goodman Manufacturing Co LP
Priority date: 1949-07-07
Filing date: 1951-09-19
Publication date: 1956-08-16

Description

Die Erfindung betrifft Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einem Zahnrad, das sich mit gleichbleibender, und mit einem Eingriffszahnrad, das sich mit wechselnder Umfangsgeschwindigkeit dreht.
Gegenstand der Erfindung ist ein Zahnradgetriebe, bestehend aus einem getriebenen Zahnrad oder Getrieberad und einem treibenden Zahnrad oder Ritzel für wechselnde Geschwindigkeit, wobei beide Zahnräder einen Einfluß auf die Geschwindigkeitsänderung ausüben, und zwar in der Weise, daß sich der Einfluß des Ritzels auf den Verlauf der Umfangsgeschwindigkeit mit dem Einfluß des Getrieberades zusammensetzt und für jede Umdrehung des Getrieberades periodisch wiederholt, so daß sich für jede Umdrehung des Ritzels ein wechselnder Verlauf der Winkelbeschleunigung ergibt, bis das Getri ^nrad eine vollständige Umdrehung ausgeführt hat. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch für jede Umdrehung des Getrieberades.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine neue Form eines Geschwindigkeitswechselgetriebes, bei dem die Geschwindigkeitsänderungen durch Änderungen der Getriebezahnform erzielt werden und der Eingriff dpr Ritzelzähne mit den Getrieberadzähnen längs Linien

erfolgt, welche die gemeinsame Mittellinie des Getrieberades und des Ritzels an verschiedenen Punkten in bezug auf Zahnkopf bzw. -fuß schneiden.

Es ist häufig erwünscht, eine Welle mit einer Umfangsgeschwindigkeit rotieren zu lassen, die sich während einer Umdrehung ändert, wobei sich der Verlauf der Winkelbeschleunigung bei jeder Umdrehung periodisch wiederholt. Dieser Verlauf ist beispielsweise bei zwei ineinandergreifenden elliptischen Rädern regelmäßig. Hier ist jedoch das durchschnittliche Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den beiden Wellen stets ι: i. Es ist jedoch häufig erwünscht, eine Geschwindigkeitsübersetzung ins Langsame zwischen den beiden Wellen mit einer 1.5 periodischen Winkelgeschwindigkeitsänderung zu verbinden. Dies kann mit elliptischen Rädern nicht erreicht werden.

Bekanntlich liegt bei den üblichen Rädern mit Evolventenverzahnung der Teilkreis des Getrieberades radial gesehen konzentrisch zum Kopf bzw. Grundkreis des Zahnes, so daß die Teilkreise, wenn die Zähne in vollem Eingriff sind, gleichen Abstand von den Zahnköpfen beider Räder haben. Indessen gibt es Abweichungen von dieser Norm mit vergroßertem und verkleinertem Durchmesser, bei denen der Teilkreis dichter an den Kopfkreis des Getrieberades gerückt ist und weiter entfernt vom Kopfkreis des anderen Getrieberades — Ritzels — verläuft.

Wenn man bisher den Teilkreis aus seiner normalen Lage gerückt hat, so wurde seine neue konzentrische

Lage über den gesamten Umfang des Getrieberades beibehalten. Gemäß der Erfindung- wird jedoch der Teilkreis über den ganzen Umfang des Getrieberades unregelmäßig geändert, wodurch man eine wechselnde Winkelgeschwindigkeit erhält, wenn das Getrieberad von einem normalen Ritzel angetrieben wird.

Wenn ferner der Verlauf der Geschwindigkeitsänderungen für jede Umdrehung des Ritzels ähnlich, aber nicht notwendigerweise der gleiche ist, so können die zulässigen Änderungen noch dadurch vergrößert werden, daß das Ritzel exzentrisch gelagert wird. Der Einfluß der exzentrischen Lagerung auf die Winkelgeschwindigkeit wiederholt sich mit jeder Umdrehung des Ritzels, wobei jedoch Winkelbeschleunigungen der gleichen Art erzielt werden können, wie sie ein konzentrisch gelagertes Ritzel erzeugt. Bei einem exzentrisch gelagerten Ritzel und einem von ihm angetriebenen Zahnrad mit einer unregelmäßigen Teilkurve addieren sich die Geschwindigkeitsänderungen des Ritzels mit denen des Getrieberades, und der Umfang des Getrieberades verläuft nicht nach einer regelmäßigen Kurve wie bei einem konzentrisch gelagerten· Ritzel, sondern muß erst entworfen werden, um, das geeignete Zahnspiel für das Ritzel zu ergeben. Bei einer Ausführungsform der Erfindung erhält man sowohl eine Geschwindigkeitsübersetzung ins Langsame als auch eine periodische Winkelgeschwindigkeitsänderung, wenn der Teilkreis des Getrieberades gemäß den Erfordernissen der Geschwindigkeitsänderung über den ganzen Umfang geändert wird, so daß der mit veränderlicher Krümmung verlaufende »Teilkreis« mehr einer Teilkurve als einem Teilkreis ähnelt. Diese Getriebe- und Geschwindigkeitsübersetzung ins Langsame unterscheidet sich von den erwähnten Zahnradsätzen derjenigen Art, bei welcher der Verlauf der Geschwindigkeitsänderung sich für jede Umdrehung des Ritzels eher wiederholt als für jede Umdrehung des Getrieberades, auch dadurch, daß die Winkelbeschleunigungen bei einer Umdrehung des Ritzels nicht notwendigerweise bei den folgenden Umdrehungen des Ritzels wiederholt werden, bis das Getrieberad eine vollständige Umdrehung ausgeführt hat.

Die hauptsächlichste Verwendung findet die Erfindung in Antriebsvorrichtungen von Schüttel- rutschen Weitere Verwendungsgebiete sind Zahnstangengetriebe, in denen sich der eine Getriebeteil mit wechselnder Geschwindigkeit und der andere Getriebeteil mit einer korrigierten gleichbleibenden Geschwindigkeit bewegt. Die Erfindung vermindert bei ihrer Verwendung in Schüttelrutschen die Durchschnittsgeschwindigkeit ind ändert gleichzeitig die Bewegung des Gestänges, so daß eine gute Stoß- und Kickbewegung erhalten wird. Die Erfindung kann auch auf vielen anderen Gebieten verwendet werden, z. B. bei Packantrieben in Pressen und Faltmaschinen für die Druckindustrie, ferner in Kettengetrieben und zum Auffangen derjenigen Stöße einer Kette, die durch die Ungleichheit der Kettenzähne erzeugt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.

Fig. ι ist die Ansicht eines in ein Ritzel eingreifenden getriebenen Zahnrades gemäß der Erfindung;

Fig. ia ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht eines zweiten Eingriffes zwischen getriebenemund treibendem Rad und unterscheidet sich von Fig. 1 lediglich durch die Zahl der verwendeten Zähne und durch die sich ergebende Drehzahl; Fig. 2 ist ein vergrößertes Bruchstück des Getriebes

im Punkt des größten Geschwindigkeitsverhältnisses; Fig. 3 ist ein vergrößertes Bruchstück des Getriebes

im Punkt des kleinsten Geschwindigkeitsverhältnisses;

Fig. 4 ist ein vergrößertes Bruchstück, das den Eingriff von treibendem und getriebenem Zahnrad zeigt, nachdem das treibende Zahnrad eine volle Umdrehung gegenüber Fig. 1 ausgeführt hat;

Fig. 5 ist ein Geschwindigkeits-Wegdiagramm für die Geschwindigkeitsverhältnisse zwischen dem getriebenen und dem treibenden Zahnrad der Fig. 1 bis 4;

Fig. 6 ist in Ansicht eine Übersetzung zwischen dem getriebenen und dem treibenden Zahnrad, bei der das treibende Zahnrad exzentrisch gelagert ist und in ein getriebenes Zahnrad für wechselnde Geschwindigkeit eingreift.

In Fig. ι bis 5 wirkt ein um seinen Mittelpunkt drehbares treibendes Zahnrad oder Ritzeln! mit einem von ihm getriebenen Zahnrad B zusammen, das ebenfalls um seinen Mittelpunkt drehbar ist und einen kreisförmigen Umfang hat. Zahnrad und Ritzel sind hier als Stirnräder dargestellt; es könnten aber auch Schrauben- oder Kegelräder sein. Das Ritzel A ist ein normales Stirnrad mit Evolventenverzahnung, einem Eingriffswinkel von 25°, zwanzig

Zähnen und Modul 8,5. Es sitzt auf einer Welle C, die mit konstanter Geschwindigkeit umlaufen kann. Das Zahnrad B ist auf einer Welle D befestigt, die es mit wechselnder Geschwindigkeit antreibt. Es hat vierzig Zähne von unregelmäßiger Form, die den gewünschten wechselnden Geschwindigkeiten angepaßt ist, wie noch später beschrieben wird.

Die Erfindung ist nicht auf Evolventenzähne beschränkt, sondern erstreckt sich auf die verschiedenen, für Radzähne gegenwärtig bekannten Formen. Sie ist auch nicht beschränkt auf Geschwindigkeitsverhältnisse, bei denen die Anzahl der Zähne des Getrieberades ein glattes Vielfaches der Ritzelzähne darstellt. Ebenfalls kann, falls gewünscht, das Ritzel A auf einer Welle sitzen, die mit wechselnder Geschwindigkeit umläuft, und das Getrieberad B kann die Geschwindigkeitsschwankungen der Welle C ausgleichen, so daß es seine Welle mit konstanter Winkelgeschwindigkeit antreibt. Ferner kann das Getrieberad mit konstanter Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden und ein anderes Getrieberad oder Ritzel ebenfalls mit konstanter Winkelgeschwindigkeit antreiben. Es kann auch das Ritzel mit wechselnder Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden, und das Getrieberad kann ein Rad für wechselnde Geschwindigkeit sein und seine Welle mit wechselnder Winkelgeschwindigkeit antreiben, die von der Winkelgeschwindigkeit seines Antriebsritzels verschieden ist.

Um die Erfindung auf möglichst einfache Weise zu erläutern, sei angenommen, daß eine Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses mit einer Teilkreisradiusänderung erreicht werden kann, die gleich zwei Drittel der Arbeitstiefe des Zahnes ist. Der normale Teilkreisradius eines Ritzels von Modul 8,5 mit zwanzig Zähnen beträgt 85 mm. Der normale Teilkreisradius des eingreifenden Getrieberades ist 170 mm und die Arbeitstiefe der Zähne des Getrieberades und des Ritzels 17 mm. Die zulässige Änderung im Teilkreisradius beträgt zwei Drittel von 17 mm, also 11,2,mm. Die Änderung des Teilkreisradius beträgt dann 5,6 mm nach oben und 5,6 mm nach unten gegenüber den normalen Teilkreisradien des Getrieberades und des Ritzels.

Die Größe des kleinsten Teilradius am Ritzel ist also 85—5,6 mm, mithin 79,4 mm. Dieser Punkt ist mit G in Fig. 1 bezeichnet. Der Teilkreisradius des Getrieberades im Punkt des größten Geschwindigkeitsverhältnisses ist in Fig. 1 mit H bezeichnet und be- trägt 170 + 5,6 mm, also 175,6 mm. Es ist demnach ersichtlich, daß das Geschwindigkeitsverhältnis beim Arbeiten mit dem kleineren Teilkreisradius des Ritzels 175,6 : 79,4 oder 2,211: 1 beträgt.

Arbeitet man mit dem größten Teilkreisradius des Ritzels, so ist die Größe des Teilkreisradius 85 + 5,6 = 90,6 mm. Dieser Punkt ist in Fig. 1 mit K bezeichnet. Der Teilkreisradius des Getrieberades für den größten Teilkreisradius des Ritzels hat in Fig. 1 das Bezugszeichen L und beträgt 170—5,6 = 164,4mm.

Das Geschwindigkeitsverhältnis wird dann 164,4^: 9°>6 = 1,815 : i. Das höhere Geschwindigkeitsverhältnis liegt also 22% über dem kleineren Geschwindigkeitsverhältnis.

Da das Ritzel A bei jeder Umdrehung des Getrieberades B zweimal umläuft und das größte und kleinste Geschwindigkeitsverhältnis bei denr gleichen Zahn des Ritzels auftritt, so ist der Verlauf der Geschwindigkeitsänderung — Winkelbeschleunigung — des Getrieberades bei jeder der beiden Umdrehungen des Ritzels verschieden. Ebenfalls ist die Teilkurve des Ritzels für seine beiden Umdrehungen verschieden, die bei der Ausführungsform der Fig. 1 einer vollständigen Umdrehung des Getrieberades entsprechen. Es ist leicht zu ersehen, daß die Teilkurve des Ritzels für mehr oder weniger als zwei Umdrehungen des Ritzels verschieden sein kann je nach Maßgabe der durchschnittlichen Geschwindigkeitsverhältnisse zwischen Getrieberad und Ritzel.

Bei einer Änderung der Teilkurve des Ritzels über das beschriebene Maß hinaus ist das Maß der Geschwindigkeitsverhältnisse um so größer, je kleiner die Anzahl der Zähne des Getrieberades und des Ritzels ist; aber es wird der Zahneingriffswinkel verkleinert, wenn die Zähnezahl des Getrieberades und des Ritzels verringert wird. 8g

Während bei dem Ausführungsbeispiel die Änderungen im Teilkreisradius allmählich vor sich gehen, können sie auch schroffer sein, um plötzlichere Geschwindigkeitsänderungen zu erzielen; sie sollen aber nicht so schroff erfolgen, daß der Berührungspunkt go an dem getriebenen Zahn nicht gegen den Fuß des Zahnes vorrücken kann. Die physikalische Grenze für Änderungen im Teilkreisradius liegt dort, wo der Zahnberührungspunkt — Eingriff —■ feststehend bleibt; dies würde jedoch eine Kante auf der Zahnflanke mit hoher Abnutzungsgefahr ergeben. Daher würde in der Praxis das Maß, in welchem der Teilkreisradius geändert werden kann, auf eine Zahnform mit zulässiger Abnutzung begrenzt sein. Fig. 1 a zeigt ungefähr den Grenzzustand, da bereits einige Grate auf einigen der schmaleren Zähne des großen Zahnrades B geformt sind.

Will man einen Zahnradsatz mit einer vorbestimmten zeitlich wechselnden Geschwindigkeit bei einem konstant umlaufenden Ritzel entwerfen, so kann eine Kurve mit der Zeit als Abszisse und mit den Winkelgeschwindigkeitsverhältnissen des Getrieberades als Ordinaten aufgezeichnet werden.

Da das Ritzel mit gleicher Winkelgeschwindigkeit umläuft, können die Ritzelwinkel auf der Abszisse aufgetragen werden, und die Ordinaten zeigen, multipliziert mit einer geeigneten Konstanten, die Winkelgeschwindigkeiten des Getrieberades. Ein Beispiel einer solchen Kurve, aus welcher die Teilkurven des Ritzels A und des Getrieberades B bestimmt worden sind, ist in Fig. 5 dargestellt.

Die Teilkreisradiuspunkte auf der Teilkurve des Ritzels können für jede Winkelstellung des Ritzels dadurch bestimmt werden, daß der Abstand zwischen den Mittelpunkten des Getrieberades und des Ritzels mit dem aus der Kurve festgestellten Geschwindigkeitsverhältnis multipliziert und durch (1 + Geschwindigkeitsverhältnis) dividiert wird.

Der entsprechende Punkt auf dem Teilkreisradius des Getrieberades ist dann der Abstand zwischen den H5 Mittelpunkten von Getrieberad und Ritzel unter Abzug

des Ritzehradius. Die Winkelstellung dieses Teilkreispunktes an dem Getrieberad kann dadurch ermittelt werden, daß die Fläche der Kurve vom Nullpunkt bis zu der betrachteten Ritzelstellung ausgemessen und mit einer geeigneten Konstanten multipliziert wird, die durch den Maßstab der Ordinaten und Abszissen der Kurve bestimmt ist.

Gemäß Fig. ι schneidet die Teilkurve des Ritzels A seinen normalen Teükreis bei dem Zahn 20 des Ritzels (vgl. P in Fig. 1). Von diesem Punkt ist die Teilkurve allmählich einwärts gekrümmt zu dem Grundkreis des Ritzels hin und kann einen Bogen eines zum Mittelpunkt des Ritzels konzentrischen Kreises bilden, der vom fünften bis zum fünfzehnten Zahn des Ritzels und durch den Punkt G verläuft (Fig. 1). Beim fünfzehnten Punkt krümmt sich die Teilkurve allmählich nach außen zu dem Teükreis des Ritzels und schneidet diesen Teükreis im Punkt P. Von dort krümmt sich die Teilkurve allmählich auswärts zum Umfang des Ritzels hin und kann beim fünften Zahn des Ritzels einen Bogen eines zum Mittelpunkt des Ritzels konzentrischen Kreises büden. Dieser Zahn greift in den Zwischenraum 25' der Getrieberadzähne und ist in Fig. 1 als fünfundzwanzigster Zahn des Ritzels bezeichnet. Der Kreisbogen verläuft durch den Punkt K und über die Zähne des Ritzels, die in die Zwischenräume 25' bis 35' der Getrieberadzähne eingreifen und in Fig. 1 als Ritzelzähne 25 bis 35 bezeichnet sind. Von Zahn 35 des Ritzels ab (Fig. 1) krümmt sich die Teilkurve allmählich nach innen zu dem Teükreis des Ritzels hin, den sie im Puökt P schneidet.

Diese Kurve bildet also eine fortlaufende Teilkurve des Ritzels für zwei Umdrehungen und für eine Umdrehung des Getrieberades. Die Teilradiuspunkte der Ritzelzähne für die beiden Umläufe, die den Zwischenräumen der Getrieberadzähne entsprechen, sind mit den Bezugszeichen 1 bis 40 versehen, die vom ersten Zahn des Ritzels aus im Punkt P entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zählen.

Die Teükurve Q des Getrieberades B wird dadurch bestimmt, daß die Teüradiuspunkte des Getrieberades, die den Teilradiuspunkten des Ritzels entsprechen, ermittelt und in die geeignete Winkelbeziehung zu den Teüradiuspunkten des Ritzels gebracht werden, wie es für die Geschwindigkeitswegverhältniskurve in Fig. 5 beschrieben wurde. Die Räume zwischen den Getriebe.radzähnen, die den Zähnen und den Teüradiuspunkten des Ritzels entsprechen, sind von 1' bis 40' numeriert. Weitere Teilkurvenänderungen bei konzentrischer Anordnung von treibendem Rad und getriebenem Rad sind aus Fig. ia ersichtlich.

Die Eingriffswinkel werden aus dem Grundkreis und der Teilkurve des Ritzels ermittelt; beispielsweise kann der Eingriffswinkel für irgendeinen Punkt der Teükurve des Ritzels dadurch bestimmt werden, daß eine Tangente zum Grundriß des Ritzels gezogen wird, die durch denjenigen Punkt geht, wo die Teilkurven des Getrieberades und des Ritzels die gemeinsame Mittellinie der Räder schneiden. Der Eingriffswinkel ist dann der Winkel zwischen dieser Linie und einer Senkrechten zu der gemeinsamen Mittellinie der beiden Räder.

Beim Vergleich der Fig. 1 bis 4 zeigt Fig. 2 den Eingriff des Getrieberades und des Ritzels in dem Punkt des kleinsten Teilradius des Ritzels; die Eingriffswinkel sind verhältnismäßig klein, liegen aber wesentlich über Null. Fig. 3 zeigt den Eingriff des Getrieberades und des Ritzels in demPunkt des größten Teilradius des Ritzels; die Eingriffswinkel zwischen Getrieberad und Ritzel auf diesem Teü des Umlaufs des Getrieberades sind verhältnismäßig groß. In Fig. 1 und 4 haben die Eingriffswinkel zwischen Ritzel und Getrieberad Zwischenwerte.

In Fig. 6 ist ein Ritzel A² exzentrisch zu seinem Mittelpunkt gelagert und kämmt mit einem Getrieberad B² für wechselnde Geschwindigkeit derart zusammen, daß die zulässige Geschwindigkeitsänderung des Getrieberades über die in Fig. 1 gezeigte Änderung hinaus- vergrößert wird. Das Ritzel A² ist wie das Ritzel W der Fig. r ein normales Stirnrad mit Evolventenverzahnung und mit einem Eingriffswinkel von 25°, zwanzig Zähnen und Modul 8,5; es dreht sich aber um eine zu seinem Mittelpunkt exzentrische Achse in einem Abstand, der durch den gewünschten Verlauf der Geschwindigkeitsänderung bestimmt wird. Weil das Ritzel zu seinem Mittelpunkt exzentrisch ist, verläuft der Umfang des Getrieberades B² nicht nach einer regelmäßigen Kurve, sondern er ist so geformt, daß sich das für den vorgegebenen Winkelgeschwindigkeitsverlauf erforderliche Zahnspiel für das Ritzel ergibt.

Die Form der Zähne des Getrieberades B² wird von einem Zahnradschneidwerkzeug erzeugt, das die gleiche Zähnezahl wie das Ritzel A² hat und mit der gleichen Exzentrizität wie das Ritzel gelagert ist. Dieses Getrieberad wird mit Hilfe eines Zahnradschneidwerkzeuges in ähnlicher Weise hergesteUt wie das Getrieberad B, jedoch mit der Ausnahme, daß das Schneidwerkzeug hier exzentrisch gelagert ist. Im Gegensatz zu dem Getrieberad B, das mit dem konzentrischen Ritzel A zusammen arbeitet, werden die Zähne des Ritzels A² und des Getrieberades B² in der gleichen Weise in Eingriff gebracht, wie sie hergesteüt wurden, und das durchschnittliche Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den beiden Wellen muß durch eine ganze Zahl ausgedrückt werden können. Die Teükurve des Ritzels A² für seine beiden Umdrehungen wird wie die Teükurve des Ritzels A er-'mittelt. Die Teükurve für die erste Umdrehung des 11» Ritzels hat das Bezugszeichen W, und die ausgezeichneten Punkte auf der Teilkreiskurve für jeden Ritzelzahn auf dieser Teükurve sind mit i_o bis 20_o bezeichnet. Die Teükurve des Ritzels A² für die zweite Umdrehung hat das Bezugszeichen X, und die 115-Punkte dieser »Teükreiskurve« für jeden Ritzelzahn auf dieser Kurve sind mit 21 _a bis 4O₀ bezeichnet. Die Räume zwischen den Zähnen des Getrieberades B², die mit den Ritzelzähnen zusammenarbeiten, haben die Bezugszeichen I₆ bis 40 _b. lao-

Die Teükurven W und X des Ritzels A² für seine beiden Umdrehungen werden an Hand einer Geschwindigkeitsverhältniskurve ähnlich der Kurve der Fig. 5 ermittelt. Wenn beispielsweise das Getrieberad B² eine Einrichtung mit wechselnder Geschwindigkeit antreiben soll, die einer bestimmten Kurve des

Winkelgeschwindigkeitsverhältnisses entspricht, so wird die gewünschte jeweilige Geschwindigkeit der von dem Getrieberad angetriebenen Einrichtung für jeden Punkt der Kurve festgestellt. Die erforderliche Winkelgeschwindigkeit des Getrieberades B² wird dann für jede entsprechende Stellung des Getrieberades gefunden. Das Verhältnis zwischen den Geschwindigkeiten des Getrieberades und des Ritzels in irgendeinem Punkt des Umlaufs des Getrieberades ίο erhält man, indem die Ritzelgeschwindigkeit durch die gewünschte Geschwindigkeit des Getrieberades dividiert wird. Die Teilradiuspunkte — Endpunkte der Radiusvektoren — der Teilkurven W und X werden dann in gleicher Weise ermittelt wie die für das Ritzel .4.

Die Größe der Exzentrizität des Ritzels A wird von seiner Teilkurve bestimmt, die für seine beiden Umdrehungen auf radialen Linien aufgezeichnet wird, die vom Drehpunkt des Ritzels ausgehen. Es kann dann ein Umkreis als normaler Teilkreis des Ritzeis gezeichnet und ein Kreis beschrieben werden, der sich möglichst der unregelmäßigen Teilkurve nähert. Der Mittelpunkt dieses Kreises ist der wahre Mittelpunkt Y des Ritzels (Fig. 6). Die größten Abstände von dem wahren Teilkreis des Ritzels zu der Teilkurve sind im wesentlichen die gleichen an der Außenseite wie an der Innenseite des Teilkreises. Es können jedoch Abweichungen hiervon in der einen oder der anderen Weise gegenüber dem wahren Teilkreis des Ritzels vorgenommen werden, um die Zahnform zu verbessern.

Die Teilkurve des Getrieberades B² ist mit Z bezeichnet und wird ebenfalls aus der Kurve W und X des Ritzels in der gleichen Weise ermittelt wie die Teilkurve für das Getrieberad B.

Wenn beim Entwurf gewöhnlicher Zahnräder durch den Teilpunkt des Getrieberades und des Ritzels eine Tangente an den Grundkreis gelegt wird, so ist sie auch Tangente zu dem Grundkreis des Getrieberades. Bei dem Getrieberad für wechselnde Geschwindigkeit gemäß der Erfindung trifft dies jedoch nur für einen Augenblick zu, da der Winkel und die Lage einer solchen Linie sich ändert und mit ihnen der Kreis auf dem Getrieberad, den sie tangieren würden. Bei einem Getrieberad für wechselnde Geschwindigkeit mit regelmäßigen Geschwindigkeitsänderungen gemäß der Geschwindigkeitsverhältniskurve der Fig. 5 bildet eine durch diese Tangentenpunkte gezogene Kurve eine regelmäßige Grundkurve; bei plötzlichen Geschwindigkeitsänderungen entsprechend dem Getrieberad S² der Fig. 6 hat diese Kurve jedoch eine so unregelmäßige Gestalt, daß die durch die Teilpunkte gezogene Linie und die Tangente zum Grundkreis des Ritzels diese Kurve nicht berühren, so daß das Getrieberad keine regelmäßige Grundkurve (oder Grundkreis) haben kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einem Ritzel, das mit gleichbleibender, und mit einem Zahnrad, das sich mit wechselnder Umfangsgeschwindigkeit dreht, dadurch gekennzeichnet, daß die wechselnde Umfangsgeschwindigkeit dieses Zahnrades durch eine auf wenigstens einem der Zahnräder erfolgende Veränderung der Zahnköpfe und Zahnfüße aufeinanderfolgender Zähne erzeugt wird.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das um seine Achse umlaufende Zahnrad einen kreisförmigen Umfang — Kopfkreis — und eine nichtkreisförmige Teilkreiskurve hat, die sich mit Bezug auf diesen kreisförmigen Umfang ändert und über angrenzende Zähne verläuft.
3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Zahnrad eine Reihe nichtgleichförmiger Zähne aufweist und beim Eingriff mit den gleichförmig gestalteten Zähnen eines Ritzels oder treibenden Zahnrades eine fortlaufende Teilkreiskurve hat, die verschieden weit von dem in das Ritzel eingreifenden Kopfkreis des Zahnrades an verschiedenen Punkten um dieses Zahn rad herum entfernt ist.
4. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Zahnrad eine Reihe von in ein Ritzel eingreifenden ungleichmäßig gestalteten Zähnen aufweist und beim Umlauf mit dem Ritzel eine fortlaufende Teilkreiskurve hat, die verschieden weit von den Zahnfüßen dieses Zahnrades go an verschiedenen Punkten um den gezahnten Umfang dieses Zahnrades herum entfernt ist.
5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Zahnrad eine fortlaufende Teilkreiskurve hat, deren Abstand relativ zu dem Kopfkreis sich allmählich ändert.
6. Getriebe nach Anspruch 1, mit einem Ritzel und einem getriebenen Zahnrad, die sich beide um feste Achsen drehen, dadurch gekennzeichnet, daß dasRitzel (A) im Abstand voneinander liegende verlaufende Teilkreiskurven hat, die sich für die verschiedenen Umdrehungen des Ritzels (.4) wiederholen, und daß das getriebene Zahnrad (B) eine fortlaufende nichtkreisförmige Teilkreiskurve aufweist, die sich mit Bezug auf den Umfang des getriebenen Zahnrades (B) ändert und beim Antrieb durch das Ritzel (A) einen Geschwindigkeitsverlauf aufweist, der für die verschiedenen Umdrehungen des Ritzels wechselt und sich bei jeder vollen Umdrehung des getriebenen Zahnrades (B) wiederholt.
7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Ritzel (A) und das Zahnrad (B) um eine zu ihren Mittelpunkten konzentrische feste Achsen drehen und daß die Kopflinie der Zähne dieses Zahnrades auf einem zu dem 11g Mittelpunkt dieses Zahnrades konzentrischen Kreis liegt.
8. Getriebe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Zahne des getriebenen Zahnrades (B) ein glattes Vielfaches der Zahl der Ritzelzähne (A) ist.
9. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebene Zahnrad (B) einen nichtkreisförmigen Umfang aufweist.
10. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (A) einen mit veränder-

licher Krümmung sich ändernden Teilkreis, d. h. einen sich ändernden Teilkreisradius sowie nichtzusammenf allende verbundene Teilkreiskurven hat, die im Abstand voneinander verlaufen und die die Zähne des Ritzels an voneinander getrennt liegenden Punkten schneiden, und daß das getriebene Zahnrad einen sich ändernden krummHnigen Teilkreis und einen sich ändernden Teilkreisradius hat.
11. Getriebe nach den Ansprüchen ι bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder derart entworfen sind, daß die verschiedenen in Eingriff kommenden Zähne verschiedene Eingriffswinkel haben, die aus nichtkreisförmig verlaufenden Teilkreiskurven der Räder und aus dem Grundkreis des einen Zahnrades hergeleitet werden.
12. Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ritzel oder treibendes Zahnrad mit üblicher Evolventenverzahnung versehen ist, deren Kopfh'nien auf einem Kreis liegen, daß das Ritzel eine nichtkreisförmige Teilkreiskurve hat, die fortlaufend und für mehr als eine Umdrehung des Ritzels im Radius veränderbar ist, und daß ein mit dem Ritzel in Eingriff stehendes getriebenes Zahnrad eine sich ändernde nichtkreisförmige Teilkreiskurve aufweist, die sich mit Bezug auf die Scheitel der Zähne des mit einer sich ändernden Kreisteilung versehenen getriebenen Zahnrades ändert.
13. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem exzentrischen Ritzel angetriebenes und mit dem Ritzel im Eingriff stehendes Zahnrad eine nichtkreisförmig verlaufende Teilkreiskurve hat, die sich mit Bezug auf den Kopfkreis des Zahnrades ändert und beim Antrieb durch das Ritzel einen Geschwindigkeitsverlauf erzeugt, der bei dem Umlauf des Ritzels so lange wechselt, bis das Zahnrad eine vollständige Umdrehung ausgeführt hat, worauf sich dieser Vorgang für jede nachfolgende Umdrehung des Zahnrades wiederholt.
14. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad und das Ritzel so angeordnet sind, daß alle Berührungspunkte an den in Eingriff kommenden verschiedenen Zähnen ihre eigenen Eingriffswinkel haben, die aus nichtkreisförmig verlaufenden, in bezug auf die Umfangslinien des Zahnrades und des Ritzels sich ändernden Teilkreiskurven des Zahnrades und des Ritzels bestimmt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:,
Deutsche Patentschrift Nr. 471121.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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