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Verstelleinrichtung für einen Kurbelzapfen Die Erfindung betrifft
:eine Versteileinrichtung für einen um eine Getriebewelle umlaufenden Hubzapfen.
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In Getrieben, insbesondere Schaltwerksgetrieben, werden die Schaltwerksteile
mittels eines gemeinsamen Hubzapfens (Exzenters) angetrieben, und es bestehen dabei
Einrichtungen zur Änderung der Übersetzung bzw. Untersetzung durch Verstellung des
Abstandes des Hubzapfens von der Getriebewelle. Während der Umlaufbewegung des.
Zapfens werden die Drücke auf das Exzenter im Durchschnitt immer senkrecht zur Exzentrizität
wirken. Es muß daher der Achsabstand genau in radialer Richtung von der Nullage,
d. h. von der Mittelachse der Getriebewelle verstellt werden, damit die Verstellung
selbst rückdruckfrei, d. h. ohne Einfluß der Kräfte, die auf das Exzenter rückwirken,
vorgenommen werden kann. Bisher war es Üblich, die Verstellung entweder mit Hilfe
einer Kulisse oder .eines doppelten Exzenters zu ermöglichen, wobei jedoch Schwierigkeiten
bestehen. Zunächst ist es, sofern eine gedrängte Bauart das doppelte Exzenter verlangt,
nicht ohne weiteres möglich, den Hubzapfen in radialer Richtung so zu führen, daß
die Einzelteile den sehr -stark schwankenden Kräften des Schaltwerksgetriebes gegenüber
standhalten.
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Nach der Erfindung wird eine solche Hubverstellung für einen Kurbelzapfen,
der in seiner eingestellten Lage in beliebiger bekannter Weise festgehalten wird,
dadurch verbessert, daß dabei das Kardankreisprinzip Anwendung findet, und zwar
in solcher Weise, daß der Kurbelzapfen auf dem kleinen Kreiss des Kardankreispaares
liegt und die Hubänderung durch Abrollen des kleinen Kreises in dem großen Kreiserfolgt,
der um den Mittelpunkt der Kurbel geschlagen ist.
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Man hat schon Einrichtungen zum Verstellen des von einem Zapfen abgeleiteten
Hubes vorgeschlagen, bei denen die Zapfenmitte .auf dem kleinen Kreis eines Kardankreispaares
liegt, während der große Kardankreis um die Mitte der Zapfenbewegung geschlagen
ist. Bei diesen Getrieben bewegt sich der Hubzapfen jeweils auf einem Durchmesser
des großen Kardankreises. Durch Verdrehung des als Zahnkranz ausgebildeten großen
Kardankreises wird- die Richtung des Bewegungsdurchmessers verlagert. Verschiedenen
Lagen des Hubzapfenbewegungsdurchmessers :entsprechen verschieden große Wege des
von dem Hubzapfen über eine Koppelstange abgetriebenen, geradegeführten Maschinenteils.
Diese bekannten Einrichtungen bieten aber nur die Möglichkeit der Regelung des von
ihrem Zapfen abgeleiteten Hubes zwischen einem Höchst- und einem Mindestwert, und
es ist mit ihnen nicht möglich, bei laufendem
Antrieb vollkommenen
Stillstand des Abtriebes zu erreichen.
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Nach der Erfindung ist der Hubzapfen eil j Kurbelzapfen, dessen Hubverstellung
durch Abrollen des kleinen im großen Kardankreis erfolgt. Gegenüber der oben geschildert
bekannten Einrichtung ergibt sich nicht nur die für viele Zwecke erwünschtere Kreisbewegung
des Hubzapfens, sondern auch der Vorteil, daß, falls notwendig, sein Hub vom Höchstwert
bis zum Wert o gesenkt werden kann.
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Bei dem Erfindungsgegenstand soll vorzugsweise das stückweise Abrollen
der Karda.nkreise ineinander durch Führung eines Punktes des kleinen Kardankreises
auf einer Radialen des großen Kardankreises bewirkt werden. Dabei kann der Kurbelzapfen
an dem einen Ende einer Schwinge angeordnet sein, deren .anderes Ende auf der Radiales}
des großen Kardankreises geführt wird, während die Schwinge in ihrer Mitte in einem
um die Kurbelachse umlaufenden Träger gelagert ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, die Schwinge mit einer schraubenförmig
genuteten Welle zu versehen, damit durch axiale Verschiebung eines zugeordneten
Mutterstückes die Schwinge gegenüber ihrem Träger verdreht und damit der Kurbelhub
verstellt werden kann.
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Um die erfindungsgemäße Wirkung zu erzielen, ist es nicht uribedingt
nötig, daß sieh der Kurbelzapfens genau auf dem kleinen Karliankreis befindet, die
annähernde Lage genügt vielmehr schon.
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in `der Zeichnung sind drei Ausführungs beispiele gezeigt, und zwar
eines schematisch in. der Abb. i und ein zweites ausführlicher in den Abb.2 und
3, und zwar in Vorder-und Seitenansicht.
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In Abb. i sind der große Kardankreis i und der sich in ersterem abrollende,
halb so große kleine Kardankreis 2 eingezeichnet. Man kann sich den Kreis i .als
Hohlrad und den Kreis 2 als Innenrad vorstellen. Ein Verbindungsstück 3 führt sich
mit dem am einen Ende sitzenden Zapfen 4. in einem radialen Schlitz 5 des Teils
6 der treibenden Welle 7. Mit dem Mittelpunkt 8 kann sich das Verbindungsstück 3
um die Achse o drehen. Seine Verbindung mit der Achse o ist beispielsweise durch
einen Arm g angedeutet. Das freie Ende des Verbindungsstückes 3 trägt den zu verstellenden
Hubzapfen i o für das eigentliche Getriebe, dessen Geschwindigkeit und Leistung
zu verändern ist. Der Hubzapfen Io bzw. sein Mittelpunkt bewegen sich auf der zum
Mittelpunkt o radial verlaufenden Geraden i i, wenn sich das Verbindungsstück 3
mit Punkt 8 um die Achse o dreht. Während des Betriebes; beispielsweise bei Drehung
des an der treibenden Welle,- festen
dementsprechend der Hubzapfen auf der Geraden i i, d. h. es wird der Abstand zwischen
dem Hubzapfen Io und Mittelachse o verändert. Für die Verdrehung des Verbindungsstückes
3 gegenüber dem Arm g können beliebige Hilfsmittel vorgesehen werden.
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Die in der. Abb. 2 und 3 dargestellte Ausführungsform stellt eine
Weiterbildung dar, die besonderen, bei Schaltwerksgetrieben bestehenden Verhältnissen
gerecht wird. In Schaltwerksgetrieben mit Wälzkörperklemmgesperren (Freilaufeinriehtungen
) der meist verbreiteten Art, bei denen die Klemmstufen sehr geringe Steigung besitzen,
bestehen große Einrollwege für die Wälzkörper, und infolgedessen ergibt sich im
Verein mit der innerhalb der einzelnen Freilaufeinrichtungen vorhandenep. Federung
bei klein eingestellter Exzentrizität des Hubzapfens eine ungünstige Verlagerung
der gesamten Druckkräfte im Kurbeltrieb. Der mittlere Rückdruck auf die Kurbel während
eines Krafthubes wirkt bei sehr kleinen Exzentrizitäten infolge des Einroilweges
der Wälzkörper (Rollen) bei der Durchfederung nicht mehr ` tangential, d. h. senkrecht
auf die radiale Verstellung, sondern in einem Winkel, der gegen die Exzentrizität
o hin stark zunimmt und sogar 9o' werden kann.
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Diese nachteilige Wirkung wird dadurch vermieden, daß der Hubzapfenmittelpunkt
sich nicht auf dem Umfang des kleinen Kardankreises befindet, sondern um einen gewissen
Betrag außerhalb oder innerhalb der Umfangslinie liegt (s. Abb.2), so daß die Linie,
entlang der sich der Hubzapfen bei seiner Verstellung bewegt, nicht durch die Mittel-
i achse der Getriebewelle führt. Damit -wird erreicht, daß in allen vorkommenden
Verstelllagen des Hubzapfens die Rückdruckkräfte, die aus dem Schaltwerksgetriebe
herrühren, in jedem Punkt keinerlei Verstellung bewirken 1 können.
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Eine geeignete Ausbildung und die günstigsten Abmessungen der Einzelteile
der Verstelleinrichtung lassen sich aus den Abb.2 und 3 näher erkennen.
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Der Hubzapfen ist mit 2o b.ezeicanet, der kleine Kardankreis mit 2,
der große Kardankreis mit i und dessen Mittelpunkt mit o. Dieser Mittelpunkt fällt
in die Mittelachse der treibenden Welle z 1. Auf der treibenden i Welle 2i sitzt
eine Scheibe o. dgl. z2 mit einem radial gerichteten Schlitz 23, in den
verlaufenden Keilen und Nuten versehen ist und an ihrem anderen Ende mit einem Arm
27 den Hubzapfen 2
0 trägt. Die Keilwelle 126, angeordnet in einem
bestimmten Abstand von der Mittelachse der Getriebewelle, lagert in zur Getriebewelle
gleichachsigen Scheiben 28, die miteinander durch einen Wellenteil 29 verbunden
und zusammen im Getriebegehäuse mit Hilfe von Wälzlagern 3o gelagert sind. Die Keilwelle
26 wird von einem auf der Welle 29 längs verschiebbaren Schaltring 3 i umfaßt. In
den Schaltring 3 i greift mit Rollen 32 eine Schaltstange 33 ein, die im Getriebegehäuse
gelagert ist und mit Hilfe von in der Zeichnung nicht dargestellten Mitteln längs
verschoben werden kann. In Abb. 2 und 3 sind die Einzelteile in der Stellung gezeigt,
bei der der Hubzapfen 2o einen verhältnismäßig großen Abstand von der Mittelachse
o besitzt. Soll der Abstand des Hubzapfens 20 von der Mittelachse o verkleinert
werden, so wird die Schaltstange 33 in der durch Pfeil (Abb. 3) angegebenen Richtung
verschoben, wodurch eine Teildrehung der Keilwelle
26 zustande kommt und
dadurch der Hubzapfen 2o näher zur Mittelachse o hin verstellt wird, wie beispielsweise
in Abb. z punktiert dargestellt. Die Steigung der Keilwelle
26 ist so beschaffen,
daß zwischen ihr und dem Schaltring 3 i hinreichende Selbsthemmung besteht, um jederlei
ungewollte Verstellung infolge der Schwankungen der Rückdruckkräfte zu vermeiden.
Die Bahn des Hubzapfens 2o ist radial oder, -wie in Abb. a dargestellt, annähernd
radial zur Mittelachse o gerichtet.