Geschwindigkeitswechselgetriebe. Vorliegende Erfindung betrifft ein Ge schwindigkeitswechselgetriebe mit veränder barem Übersetzungsverhältnis, mit einer in ihrer Exzentrizität in bezug auf die trei bende Welle verstellbaren Führungsbahn und in bezug auf diese drehbeweglich gelagerten, sich kreuzenden, hin- und herbewegten, innen verzahnten Zahnstangenrahmen, die mit Zahnräderpaaren zusammenwirken, welche mittelst Gesperren auf die zur treibenden Welle gleichachsige, getriebene Welle ar beiten.
Es sind schon Getriebe dieser Art vor geschlagen worden, bei welchen die Führungs bahn als auf der Welle verschiebbarer, zen traler Führungskörper ausgebildet war. Diese Anordnung war jedoch in mechanischer Be ziehung unzweckmässig; ausserdem war die ses Getriebe nur für begrenzte Leistungen brauchbar, da es sich nicht nach Belieben ausbauen liess. Es sind auch schon ähnliche Getriebe bekannt geworden, bei welchen die Kurvenbahn feststehend war; indessen be nötigten dieselben eine derart grosse Anzahl Übertragungs- und Zwischenglieder, dass ihre Verwendung in der Praxis wegen des kom plizierten Aufbaues, des schlechten Wirkungs grades und des durch die vielen Verzahnun gen verursachten Geräusches nicht in Frage kommen konnte.
Diese Übelstände werden nun beim Ge schwindigkeitswechselgetriebe gemäss der Erfindung dadurch beseitigt, dass die Füh rungsbahn als feststehender Käfig mit zylin drischen Bahnflächenabschnitten, an welchen die Zahnstangenrahmen mit an ihren Enden angebrachten reibungsvermindernden Mitteln auflaufen, ausgeführt ist und die getriebene Welle in der als Hohlwelle ausgebildeten treibenden Welle liegt, deren ein die Zahn stangenrahmen führender Teil als Trommel ausgebildet ist, welche die auf der getriebe nen Welle befestigten Zahnräder umgibt.
Dank dieser Anordnung ergibt sich eine robuste, stabile Konstruktion, deren Einfach heit einen guten Wirkungsgrad erreichen lässt, und da ausser den mit den Zahn- stangenrahmen kämmenden Zahnrädern kei nerlei andere Verzahnungen vorhanden sind, arbeitet das Getriebe möglichst geräuschlos.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes darge stellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen achsialen Längsschnitt durch das Getriebe; Fig. 2 und 3 sind Schnitte nach der Linie II-II der Fig. 1, in zwei verschiedenen Be triebsstellungen; Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1, in grösserem Massstab, und Fig. 5 ein Schnitt durch einen Zahn stangenschieber, ebenfalls in grösserem Mass- stabe.
Das ganze Getriebe ist in einem Gehäuse 1 untergebracht, das aus zwei Teilen 1a und 1b besteht, die vermittelst Schrauben zusammen gehalten sind. Die in Kugellagern 3 gelagerte Antriebswelle 2 ist als Hohlwelle ausgebil det, welche durchgehend ist und die ge triebene Welle 4 umschliesst. Im Innern des Gehäuses ist die treibende Welle zu einer Trommel 5 ausgebildet, welche zwei senk recht zur Achse stehende und zueinander um 90 versetzte Führungen aufweist, in welchen Schieber 6 quer zur Achse verschieb bar geführt sind, derart, dass sie die Rotation der Trommel mitmachen müssen. Diese Schieber 6 haben rechteckigen Querschnitts umriss und bilden einen Rahmen mit zwei Längsschenkeln 6a, welcher an ihren Enden durch Querstege 6b vereinigt sind. Jede der beiden gegen innen gekehrten Flächen der Schenkel 6a ist mit einer Verzahnung 7 bezw.
7a versehen, deren Breite gleich der Hälfte der Schenkelbreite ist. Diese beiden Ver zahnungen bilden Zahnstangen und stehen einander mit Bezug auf die Längsachse des Schiebers symmetrisch gegenüber (Fig. 5). Jede dieser Zahnstangen 7, 7a steht mit einem auf der getriebenen Welle 4 drehbar gelager ten Zahnrad 8 bezw. 8a in Eingriff. Jedes Zahnrad 8 ist mit einem glockenartigen Teil 9 (der Kürze halber Glocke genannt) fest ver bunden, dessen Mantel ein einseitig wirken- des Gesperre umschliesst (Fig. 4). Dieses weit einen durch einen Keil 10 mit der Welle 4 fest verbundenen Ring 11 auf, auf dessen Umfang drei Ausnehmungen 12 vorgesehen sind, die je eine Klemmrolle 13 enthalten.
Der Boden der Ausnehmungen 12 ist derart ausgebildet, dass die unter dem Druck der Feder 14 stehende Rolle zwischen dem Bo den der Ausnehmung und der Glocke ein geklemmt wird, was bei Rechtsdrehung der Glocke 9 in bezug auf den Ring 11 eine Mitnahme des letzteren und folglich der Welle 4 zur Folge hat. Bei Linksdrehung der Glocke 9 aber werden die Rollen 13 ent gegen der Federwirkung nach links bewegt und haben darin so viel Spiel, dass keine Mit nahme stattfindet. Die Trommel 5 ist ausser dem von einem ruhenden Käfig 15 umgeben, der im untern Teil 1b des Gehäuses geführt ist und vermittelst eines aus einer am Käfig 15 befestigten Spindel 16, einer zugleich als Schneckenrad ausgebildeten Gewindemutter 17 und einer Schnecke 18 bestehenden Re duktionsgetriebes gehoben und gesenkt wer den kann.
Der Käfig 15 hat eine weite Boh rung, deren eine Hälfte 19 (rechte Hälfte Fig. 2) als zylindrische Führungsbahn für die mit Rollen 20 versehenen Enden der Schieber dient. Die linke Hälfte 21 ist ge nügend ausgenommen, um eine freie Bewe gung der Schieber zu gewährleisten. Die Wirkungsweise dieses Wechselgetrie bes ist folgende: Bei Rechtsdrehung der treibenden Welle 2 (Fig. 2 und 3) wird die Trommel 5 mit genommen, und mit dieser bewegen sich die beiden Schieber 6. Zunächst soll, wie in Fig. 2 gezeigt, die Exzentrizität der Füh rungsbahn in bezug auf die treibende Welle 2 am grössten sein. Im gezeichneten Beispiel macht diese Exzentrizität eine Zahnstangen länge von fünf Zähnen aus. Bei der Rechts drehung werden die Schieber 6 durch die Kreisführung 19 gezwungen, sich in ihrer Führung in der Trommel 5 zu verschieben.
wobei die Zahnräder 8 bezw. 8a durch die Zahnstangen 7, 7 a in Drehung versetzt wer- den. Nun sind die beiden Klemmgesperre so gebaut, dass sie nur bei Linksdrehung der Zahnräder in bezug auf die Welle 4 in Wir kung treten. Bei der Verschiebung der Schie- her 6 werden also nur die zu den Zahn rädern 8 gehörenden Gesperre in Wirkung treten und die zu den Zahnrädern 8a ge hörenden Gesperre leer laufen.
Am Ende einer halben Umdrehung verlässt das geführte Ende des Schiebers die Führungsbahn 19 und das andere Ende kommt gleichzeitig in Be rührung damit, so dass bei einer ganzen Um drehung der Trommel jeder Schieber eine vollständige Hin- und Herbewegung in seiner Führung vollzieht, wobei die Zahnräder 8 und 8a, beziehungsweise ihre Klemmgesperre in Wirkung treten, um die getriebene Welle immer in demselben Drehsinn anzutreiben. Bei der maximalen Exzentrizität ent sprechend der Zahnstangenlänge von fünf Zähnen wird der einfache Hub eines Schie bers bei einer halben Umdrehung der treiben den Welle 2 zehn Zähne betragen.
Da nun das Zahnrad 16 Zähne aufweist, wird es während einer halben Rechtsdrehung der treibenden Welle 10/16 oder 5/8 einer vollen Drehung nach links ausführen, das heisst einer vollen Umdrehung der treibenden Welle nach rechts entspricht 10/8 oder 5/4 Um drehung der getriebenen Welle nach links. Läuft zum Beispiel die treibende Welle mit 160 Touren/Min. im Rechtssinn, so wird sich die getriebene Welle mit 40 Touren/Min. im Linkssinn drehen. Vermindert man die Ex zentrizität auf vier Zähne, so kompensieren sich beide Drehungen, und die getriebene Welle steht still. Wird immer noch eine Umdrehungszahl von 160 Touren/Min. für die treibende Welle zugrunde gelegt, so führt die gleiche Überlegung zum Resultat, dass für eine Exzentrizität von zwei bezw. einem Zahn die getriebene Welle 80 bezw. 120 Tou ren/Min. im Rechtssinne machen wird.
Bei der Exzentrizität Null (Fig. 3) ist der Hub der Zahnstangen Null; die getriebene Welle wird also gleichschnell wie die treibende laufen. Es ergibt sich also, dass das Über- setzungsverhältnis des Getriebes eine lineare Funktion der Exzentrizität der Kreisführung ist und in weiten Grenzen geändert werden kann.
Treten die Klemmgesperre bei Rechts drehung der Zahnräder in Wirkung, so ad diert sich die von diesen erzeugte Geschwin digkeit zu derjenigen der treibenden Welle, so dass bei Änderung der Exzentrizität von Null auf das Maximum die Drehzahl der getriebenen Welle auf ein Vielfaches jener der treibenden Welle erhöht werden kann.
Das beschriebene Getriebe weist nur zwei Schieber bezw. Zahnstangenrahmen auf. Um die Gleichförmigkeit der übertragenen Be wegung zu erhöhen kann man indessen die Zahl der Zahnstangenrahmen entsprechend erhöhen, wobei sie dann in der Regel versetzt zueinander anzuordnen sind, um einen Winkel von 180 geteilt durch die Anzahl Schieber zu erhalten. Es wären auch noch andere Anordnungen der Klemmgesperre denkbar.
Speed change transmission. The present invention relates to a speed change transmission with a variable transmission ratio, with an eccentricity with respect to the driving shaft adjustable guide track and with respect to this rotatably mounted, intersecting, reciprocating, internally toothed rack frame, which cooperate with gear pairs, which by means of locks work on the driven shaft that is coaxial with the driving shaft.
There have already been gears of this type before struck, in which the guide track was designed as a sliding on the shaft, zen tral guide body. However, this arrangement was inexpedient in mechanical relation; In addition, this gear could only be used for limited performance, as it could not be expanded at will. Similar transmissions have also become known in which the cam track was fixed; however, they required such a large number of transmission and intermediate links that their use in practice was out of the question because of the complicated structure, the poor degree of effectiveness and the noise caused by the many teeth.
These inconveniences are now eliminated with the speed change transmission according to the invention in that the Füh approximately track is designed as a fixed cage with cylin drical track surface sections on which the rack frame with friction-reducing means attached to their ends, and the driven shaft in the driving shaft designed as a hollow shaft Shaft is, one of which the rack frame leading part is designed as a drum which surrounds the gears attached to the gear NEN shaft.
Thanks to this arrangement, the result is a robust, stable construction, the simplicity of which allows a high degree of efficiency to be achieved, and since there are no other gears apart from the gearwheels meshing with the rack frame, the transmission works as silently as possible.
In the drawing, an embodiment example of the subject matter of the invention is Darge, namely shows: Figure 1 is an axial longitudinal section through the transmission; Fig. 2 and 3 are sections along the line II-II of Fig. 1, in two different loading operating positions; 4 is a section along the line IV-IV of FIG. 1, on a larger scale, and FIG. 5 is a section through a toothed rod slide, also on a larger scale.
The whole transmission is housed in a housing 1, which consists of two parts 1a and 1b, which are held together by means of screws. The drive shaft 2 mounted in ball bearings 3 is ausgebil det as a hollow shaft, which is continuous and the GE driven shaft 4 encloses. Inside the housing, the driving shaft is formed into a drum 5, which has two guides that are perpendicular to the axis and offset by 90 to each other, in which slides 6 are displaceable transversely to the axis, so that they join in the rotation of the drum have to. These slides 6 have a rectangular cross-section and form a frame with two longitudinal legs 6a, which are united at their ends by transverse webs 6b. Each of the two inwardly facing surfaces of the legs 6a is respectively with a toothing 7.
7a, the width of which is equal to half the width of the legs. These two teeth form toothed racks and are symmetrical with respect to the longitudinal axis of the slide (Fig. 5). Each of these racks 7, 7a is with a rotatably mounted on the driven shaft 4 th gear 8 BEZW. 8a engaged. Each gear 8 is firmly connected to a bell-like part 9 (called a bell for the sake of brevity), the jacket of which encloses a locking mechanism acting on one side (FIG. 4). This has a ring 11 firmly connected to the shaft 4 by a wedge 10, on the circumference of which three recesses 12 are provided, each containing a pinch roller 13.
The bottom of the recesses 12 is designed in such a way that the roller under the pressure of the spring 14 is clamped between the bottom of the recess and the bell, which when the bell 9 is turned clockwise with respect to the ring 11 entrains the latter and consequently which results in wave 4. When the bell 9 is turned to the left, however, the rollers 13 are moved to the left against the action of the spring and have so much play in it that no take-up takes place. The drum 5 is surrounded by a stationary cage 15, which is guided in the lower part 1b of the housing and mediates one of a spindle 16 attached to the cage 15, a threaded nut 17 and a worm 18 existing at the same time as a worm gear and raised and lowered who can.
The cage 15 has a wide Boh tion, one half 19 (right half of Fig. 2) serves as a cylindrical guide track for the ends of the slide provided with rollers 20. The left half 21 is excepted enough to ensure free movement of the slide. The operation of this gear change bes is as follows: When the driving shaft 2 (Fig. 2 and 3) rotates clockwise, the drum 5 is taken with it, and with this move the two slides 6. First, as shown in Fig. 2, the eccentricity of the guideway with respect to the driving shaft 2 should be greatest. In the example shown, this eccentricity makes a rack length of five teeth. When turning to the right, the slides 6 are forced by the circular guide 19 to move in their guide in the drum 5.
wherein the gears 8 respectively. 8a are set in rotation by the racks 7, 7a. Now the two locking mechanisms are built so that they only come into effect when the gears are turned to the left with respect to the shaft 4. When the slide 6 is moved, only the locking mechanism belonging to the gears 8 will come into effect and the locking mechanism belonging to the gear wheels 8a will run idle.
At the end of half a revolution, the guided end of the slide leaves the guideway 19 and the other end comes into contact with it at the same time, so that with a full rotation of the drum, each slide performs a complete back and forth movement in its guide, with the gears 8 and 8a, or their locking mechanism, come into effect in order to always drive the driven shaft in the same direction of rotation. At the maximum eccentricity, corresponding to the rack length of five teeth, the simple stroke of a slider will be ten teeth with half a turn of the drive shaft 2.
Since the gear wheel now has 16 teeth, it will perform a full turn to the left during half a clockwise turn of the driving shaft 10/16 or 5/8, that is, one full turn of the driving shaft to the right corresponds to 10/8 or 5/4 to rotation of the driven shaft to the left. For example, if the driving wave runs at 160 tours / min. in the legal sense, the driven shaft will travel at 40 revs / min. turn left. If the eccentricity is reduced to four teeth, both rotations compensate and the driven shaft stands still. Will still have a speed of 160 tours / min. based on the driving wave, the same consideration leads to the result that for an eccentricity of two resp. a tooth, the driven shaft 80 respectively. 120 tours / min. will do in the legal sense.
With zero eccentricity (FIG. 3), the stroke of the racks is zero; the driven shaft will therefore run at the same speed as the driving shaft. The result is that the transmission ratio of the transmission is a linear function of the eccentricity of the circular guidance and can be changed within wide limits.
If the locking mechanism comes into effect when the gearwheels turn clockwise, the speed generated by them is added to that of the driving shaft, so that when the eccentricity changes from zero to the maximum, the speed of the driven shaft increases to a multiple of that of the driving shaft can be increased.
The transmission described has only two slides BEZW. Rack frame on. In order to increase the uniformity of the transmitted movement, however, the number of rack frames can be increased accordingly, in which case they are then usually offset from one another to obtain an angle of 180 divided by the number of slides. Other arrangements of the clamping mechanism would also be conceivable.