Schaltradgetriebe. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf solche Schaltradgetriebe, die aus um eine gemeinsame Welle angebrachten ringför migen Elementen bestehen, wobei die Rei bungsfläche zwischen dem treibenden und dem mitnehmenden Element aus einer Schraubenfläche besteht, während die Rei bungsfläche zwischen dem mitnehmenden und dem angetriebenen Element aus einer kegeligen Fläche besteht. In den bisher be kannten Schaltradgetrieben dieser Gattung ist es möglich gewesen, einem gewissen toten Gange zu entweichen, ausserdem war eine gewisse, meistens sehr wesentliche Kraft er forderlich, um den Eingriff zwischen den einzelnen Elementen beim Rückgange zu lösen.
Diese Nachteile haben solche Scha.lt- radgetriebe unzuverlässig und für eine ganze Reihe von Zwecken unverwendbar gemacht, für welche solche Schaltradgetriebe sonst zweckmässig sein würden.
Vorliegende Erfindung bezweckt, ein Schaltradgetriebe der oben angegebenen Gat tung zu schaffen, bei dem die genannten Nachteile nicht vorhanden sind, was erfin dungsgemäss dadurch erreicht wird, dass der Steigungswinkel der Schraubenfläche grösser ist als der doppelte Reibungswinkel der Schraubenfläche, aber geringer als die Summe des genannten Reibungswinkels und des ideellen Reibungswinkels des angetrie- henen Eleluentes, während der Kegelwinkel grösser ist als der cloppelte- Reibungswinkel.
für die kegelige Fläche. Durch diese Wahl der Winkel wird die Vorrichtung selbstsper rend während des Vorwärtstreibens, aber selbstauslösend, sobald die Treibkraft. zu wirken aufhört.
Zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindun_sgegenst-andes sind auf der bei liegenden Zeichnung dargetellt..
Fig. <B>1</B> zeigt einen achsialen Schnit.l', und Fig. 2 eine Endansicht eines Sc.haltra.d- getriebes nach der einen Ausfiihrungsform; Fig. 3 zeigt eine Ausbreitung des treiben- den Teils und des mitnehmenden Elementes dieses Schaltradget.riebes;
Fig. <I>4</I> zeigt. einen achsialen Schnitt, und Fig. 5 einen Querschnitt eines Scbaltrad- getriebes nach der andern Ausführung3ferel des Erfindungsgegenstandes; Fig. 6 zeigt. eine Ausbreitung des treiben den und des mitnehmenden Elementes dieses letzteren Sclialtradgetriebes.
1n der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Aus führungsform bezeichnet. 1 eine Welle, die durch das Schaltradgetriebe angetrieben wer den soll. Auf dieser Welle ist ein kegeliger Ring 2 festgeschraubt, .der in eine entspre chende kegelige Ausnehmung in einem die Welle i lose umgebenden Ring 3 eingreift, dessen vom Kegel 2 abgekehrte Stirnfläche mit einer Anzahl (z. B. drei) Zähnen 44 ver sehen ist, die durch Schraubenflächen 5 und achsiale Flächen 6 begrenzt sind.
Zwischen der achsialen Fläche eines. Zahnes und der Schi aubenfläche 5 des benachbarten Zahnes liegt eine radiale Fläche<B>7</B>. Die Schrauben flächen 5 liegen gegen entsprechende Flächen ähnlicher Zähne 8 eines die Welle 1 ebenfalls drehbar umgebenden Ringes 9 an. Der letzt genannte Ring 9 ist in einer über die Teile 3 und 2 geschobenen Hülse 12 eingeschraubt, deren Bodenfläche gegen den Boden des Ke gels 2 anliegt, und welche Hülse mit einem radialen Vorsprung 13 versehen ist, der ent weder ein Handgriff od'er ein hin- und herschwingbarer Maschinenteil sein kann.
Zwischen den achsialen Begrenzungsflächen der Zähne 4 und 8 werden Zwischenräume 10 gebildet, in jedem von welchen eine gegen die genannten Flächen anliegende Druck feder 11 verlegt < ist. Diese Federn sind bestrebt, den Teil 3 derart zu drehen, da.ss er gegen den Teil 2 bewegt wird und sind so bemessen, dass der Teil 3 ohne nennenswer ten Druck gegen den Teil 2 anliegend gehal ten wird.
In dem oben beschriebenen Schaltrad getriebe bildet die Hülse 12 mit. dem Ringe 9 den treibenden Teil und der Kegel 2 mit der Welle 1 den zu treibenden, bezw. angetrie benen Teil, während der Ring 3 das mit nehmende Element zwischen diesen beiden Teilen bildet.. Die Wirkungsweise der Vor richtung ist. im Grossen und Ganzen wie folgt: Beim Drehen der Hülse 12 mit dem Ringe 9 in der Richtung des Pfeils a, in Fig. 3 wird der Kegel 2 durch den von den Schraubenflächen auf den Teil 3 ausgeübten Druck zwischen dem Teil 3 und der Boden fläche der Hülse 12 festgehalten, so dass der Kegel 2 und damit die Welle i in der Dre hung der hülse 12 mitgenommen werden.
Sobald die Drehung der Hülse 12 in der ge nannten Richtung aufhört und der Druck auf den Teil 3 dadurch verschwindet., so hört die) Verschliessung der Teile untereinander unmittelbar auf und Zurückdrehen der Hülse 12 kann deshalb erfolgen, ohne dass irgendwelche Kraft zur Lösung des Ein griffes zwischen den Teilen der Vorricb.- tung erforderlich ist.
Die Vorrichtung arbeitet mit andern Worten ohne toten Gang beim Vorwärtsdrehen und vollkommen stossfrei beim Rückwärtsdrehen. Zwecks Erreichen < dieses Erfolges ist die Vorrichtung derart. ge baut, dass sie die folgenden Bedingungen er füllt. Das mitnehmende Element: 3 ist mit Bezug auf die Schraubenfläche, selbstaus lösend ausgeführt, indem der Steigungswin- kel der Schraubenfliiehe grösser ist. als der doppelte Reibungswinkel bei dieser Fläche.
Ferner ist das mitnehmende Element mit Bezug auf die: kegelige Fläche selbstaus lösend, indem der Kegelwinkel grösser ist. als der doppelte Reibungswinkel für diese Flä che. Wird der Steigungswinkel der Schrau benfläche., mit a1, der Kegelwinkel mit a_, der Reibungswinkel in der Schraubenfläche mit ssi und in der kegeligen Fläche mit, i3-, bezeichnet, so werden die genannten Berlinz ungen somit folgende:
1) ai 2 @i 2) a@ 2 Diese beiden Bedingungen sichern die Selbstauslösung der Vorrichtung.
Damit die Vorrichtung selbstsperrend sein soll, wenn sie im Betrieb ist, das heisst wenn das mitnehmende Element 3 dem Drucke des Teils 9 ausgesetzt ist, ist. es erfor derlich, dass der SteigungszÄ-inl@el der Schrau- benfläche geringer ist. als die Summe des Reibungswinkels in dieser Fläche und des ideellen Reibungswinkels des Kegels oder, durch eine Formel ausgedrückt:
<I>3)</I> c:i - < i3, + <I>,</I><B>99,</B> wo ,3:s den genannten ideellen Reibungswinkel bezeichnet.
3; wird wie bekannt durch die Gleichung
EMI0003.0009
bestimmt.. Bei der oben bescliriebeneii Ausführungs form muss der Kegelwinkel so gering gewählt werden, dass er nur unwesentlich von dem doppelten Reibungswinkel in der kegeligen Fläche abweicht, weshalb eine sehr genaue Bemessung des Kegelwinkels erforderlich ist, um Festklemmen zu verhindern, wäh rend anderseits eine reichliche Schmierung Gleiten verursachen kann, weshalb auch die Schmierung genau eingestellt werden muss. Es kann deshalb wünschenswert sein, den Kegel in bezug auf dieses Verhältnis wenig empfindlich zu machen. Dies wird erreicht, wenn man den einfachen Kegel durch einen Doppelkegel ersetzt.
Eine Ausführungsform eines mit Doppelkegel versehenen Schaltrad getriebes ist in Fig. 4 bis 6 dargestellt.
Der angetriebene Teil dieses Sclialt.rad- getriebes besteht aus dem doppelten Kegel 2, der verschiebbar, aber nicht drehbar auf der Welle 1 angebracht ist. Das Tnitneii- mende Element besteht aus zwei mit kege- ligen Ausnehmungen versehenen Ringen 31, <B>31,</B> die mittelst Zähnen 15 ineinandergreifen, so dass sie von- und gegeneinander bewet, nicht aber in bezug aufeinander gedreht werden können.
Der Teil 31 ist auf die. gleiche Weise wie der Ring 3 der oben beschrie benen Ausführungsform auf seiner vom Ke gel 2 abgekehrten Stirnfläche mit Zähnen li versehen, die durch Schraubenflächen 5 und achsiale Flächen 6 begrenzt sind. Die schrä gen Flächen 5 dieser Zähne liegen gegen ent sprechende Flächen von Zähnen 8 des trei benden Teils 9 an, der auch bei dieser Aus führungsform in einer mit einem radialen Handgriffe<B>13</B> versehenen Hülse 32 einge schraubt ist. Der Teil 32 des mitnehmenden Organes liegt mit seiner vom Kegel 2 abge kehrten Stirnfläche gegen einen auf der Welle 1 festgeschraubten Ring 16 an.
Auf einen Absatze <B>11'</B> dieses Ringes ruht der Boden der Hülse 1.2, der bei dieser Ausfüh rungsform nur aus einem schmalen Flansche besteht.
Bei dieser Ausfiilirungsform sind zwecks Erreichen,; von Selbstauslösung,sowie zwecks Erreichens von Selbstsperrung während des Betriebes die oben durch clie Relationen 2, 2 und 3 ausgedrückten Bedingungen erfüllt.
Zu dem Ausdrucke für tg f37 kommt in diesem Falle eine Grösse, die von der Rei bung zwischen dem obern mitnehmenden Element :@ und den angetriebenen Teilen 2 und 16 abhängt. Es kann nun mathematisch festgestellt werden, däss die für die richtige Wirkung der Vorrichtung erforderlichen Be dingungen mit. einem wesentlich höhern Werte auf a -, das heisst.
auf den Kegelwinkel, als bei der erstbeschriebenen Ausführungs- form erfüllt werden. Die Wirkungsweise ist. Übrigens der Wirkungsweise der letzt.ge- nannt.en Ausführungsform ähnlich.