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Schaltwerkwechselgetriebe
Die Erfindung betrifft ein Schaltwerkwechselgetriebe mit einem auf der Antriebswelle exzentrisch befestigten zylindrischen Primärnocken, auf dem ein zylindrischer Sekundärnocken mit einerexzentrischen Bohrung oder Ausnehmung sitzt und einem Nockenfolger für den Sekundärnocken, wobei die Gesamtexzentrizität bei den Nocken in Abhängigkeit vom Lastmoment selbsttätig verstellbar ist.
Getriebe, auf die die Erfindung anwendbar ist, umfassen eine Antriebswelle mit einem oder mehreren exzentrischen zylindrischen Nocken, die auf Bandkupplungen arbeiten ; die Verbindung zwischen den zylindrischen Nocken und denBandkupplungen ist dabei inForm vonNockenfolgern ausgebildet. Die Bandkupplungen umgreifen eine Ausgangswelle des Getriebes in der Weise, dass die hin-und hergehende Bewegung der Nockenfolger in eine Drehbewegung der Ausgangswelle umgesetzt wird. Der Bewegungsablauf ist so, dass beim Hochgehen der Nockenfolger die zugehörigen Bandkupplungen die Ausgangswelle ergreifen und um ein bestimmtes Stück drehen, während sie beim Tiefgang der Nockenfolger die Ausgangswelle loslassen oder in ihre unwirksame Stellung zurückkehren. Untersetzungsgetriebe dieser Art sind seit vielen Jahren untersucht worden.
DieBewegungsamplitude desNockenfolgers, dieZahl der eingesetzten Bandkupplungen und die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle bestimmen die Geschwindigkeit der Ausgangswelle.
Es sind verschiedene Versuche gemacht worden, um eine wirksame Regelung-derartiger Getriebe zu ermöglichen, wobei man eine beträchtliche Variation der Ausgangsgeschwindigkeiten bei einer bestimmten Eingangsgeschwindigkeit erzielen wollte.
Ein bekanntes Getriebe weist auf einer Antriebswelle einen zylindrischen Nocken und einen Nockenfolger auf, wobei die Exzentrizität des Nockens zum Verstellen des Nockenfolgerhubs veränderbar ist. Bekannt ist es auch, auf einem zylindrischen und zurWelle exzentrischenPrimärnocken einen Sekundärnokken inForm eines zylindrischen Körpers mit exzentrischer Bohrung zu setzen. Die Winkellage des Sekun- där- und Primärnockens ist dabei unter Veränderung der Gesamtexzentrizität des Sekundärnockens zur Achse der Welle veränderlich. Auf dem Sekundärnocken und der Welle angeordnete Anschläge sind bei dieser Ausführung nach einem bekannten Vorschlag veränderbar. Es ist auch bekannt, die Gesamtexzentrizität der beiden Nocken in Abhängigkeit von der Drehzahl zu ändern.
Auch die selbsttätige Verstellbarkeit der Gesamtexzentrizität in Abhängigkeit vom Lastmoment ist bereits bekannt. Es ist aber bisher kein vollständig befriedigendes Gerät dieser Art bekanntgeworden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem solchen Getriebe die Ausgangsgeschwindigkeit bei gegebener Eingangsgeschwindigkeit variierbar zu machen. Bei Überlastung soll es sich also automatisch den neuen Verhältnissen anpassen und eine gefährliche Beanspruchung der Antriebswelle hintanhalten.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung Erwähnung finden.'
Die Erfindung lässt sich etwa in der Weise realisieren, dass die Verstellbarkeit der Nocken durch ein Fliehkrafteinstellsystem bewirkt wird, das direkt oder indirekt am Primärnocken und am Sekundärnocken angreift und die Nocken in gegenläufige Drehung versetzt, wobei mit wachsender Drehzahl die Radialbewegung des Fliehkrafteinstellsystems zunimmt. Das Fliehkrafteinstellsystem greift dabei an zwei radial vorstehenden Armen an, wobei der eine Arm mit dem Sekundärnocken und der zweite mit dem Arm direkt oder indirekt durch die Welle mit dem Primärnocken fest verbunden ist. Vorzugsweise umfasst das Fliehkrafteinstellsystem Gelenkglieder, die mit je einem Ende an den freien Enden der Arme angelenkt sind und mit den beiden andern Enden miteinander gelenkig verbunden sind.
Es ist auch möglich, ein biegsames Verbindungsglied vorzusehen, das an den freien Enden der Arme angreift und mit mindestens
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wicht durchgefädelt.
Beim Auftreten von Überlastungen am Nockenfolger ist das Fliehkrafteinstellsystem im Sinne einer Verminderung der Exzentrizität übersteuerbar. Die Radialbewegung des Fliehkraftsystems lässt sich dabei vorteilhaft durch die Fliehkraft selbst regeln. Einstellbare Anschläge am Sekundärnocken und der Welle beschränken dabei die Wirkung des Fliehkrafteinstellsystems. Diese Anschläge können Teile eines Wellenaufsatzes sein, der auf der Welle in beliebiger Stellung feststellbar ist. Vorteilhaft weist die Welle eine Schrägverzahnung auf, auf der ein Stern mit einer entsprechenden Innenverzahnung sitzt, dessen Sternarme in eine axiale Schlitzführung einer mit einem Wellenanschlag vereinigten Hülle greifen, so dass. durch Verschiebung desSterns längs der Schrägverzahnung eine Verdrehung des Wellenanschlags relativ zur Welle eintritt.
Der Stern mag dabei über ein Kugellager mit einem Gewindering gekuppelt sein, der in axialer Richtung der Welle durch eine Verschraubung beweglich ist. Es ist dabei möglich, mehrere, in an sich bekannter Weise in Reihen auf der Welle angeordnete Primär- und Sekundärnocken zu verwenden, die miteinander verbunden sind, wobei Noekenfolger für die Reihen, die mit dem Fliehkrafteinstellsystem gelenkig verbunden sind, phasengleich zusammenarbeiten.
Die Erfindung wird nun an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es stellen dar : Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Untersetzungsgetriebes, Fig. 2 die perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Untersetzungsgetriebes bei abgenommenem Deckel, Fìg. 3 einen Schnitt durch dasGetriebe der Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 3, Fig. 6 einen Schnitt
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verstellbar ist, Fig. 10 eine andere Vorrichtung zur Steuerung der Ausgangsgeschwindigkeit.
Das in Fig. l dargestellte Gerät umfasst eine Antriebswelle 11 auf der um 1800 gegeneinander versetzt, zwei Primärnocken 12 angebracht sind. Auf diesen Primärnocken sitzen Sekundärnocken 13, die untereinander wieder um 1800 versetzt sind. Dadurch, dass man den Primärnocken und den zugehörigen Sekundärnocken relativ zueinander verdreht, verändert man die Exzentrizität des Sekundärnockens gegenüber der Längsachse der Welle. In der dargestellten Ausführungsform ist eine Exzentrizitätsveränderung von einem gewissen Höchstwert herunter bis zur Exzentrizität Null möglich.
Um. die Exzentrizität der Nocken und damit den Hub von durch sie beaufschlagten Nockenfolgern 14 verändern zu können. sind den Nocken Fliehkrafteinstellsysteme zugeordnet, die mit der Antriebswelle 11 umlaufen. In dem hier betrachtetenAusführungsbeispiel ist der eine Primärnocken 12 wellenfest angeordnet. Von der gleichen Welle geht ein Arm 16 aus, der also mit dem Primärnocken starr vereinigt ist. Ein ähnlicher Arm 17 geht von dem Sekundärnocken 13 aus ; die Enden der Arme 16 und 17 sind gelenkig mit Verbindungsgliedern 18 und 19 verbunden, die ihrerseits wieder bei 20 gelenkig miteinander verbunden sind. Durch die Verbindungsglieder 18 und 19 ist das Fliehkrafteinstellsystem für den Primär- und Sekundärnocken 12 und 13 gebildet.
Eine identische Anordnung ist für das zweite Paar von Nocken 12 und 13 vorgesehen ; die beiden Fliehkrafteinstellsysteme sind in Führungen 21 einer Schwungstange 22 auf der Welle 11 geführt.
Beim Umlauf der Welle 11 wirkt die Zentrifugalkraft auf die Fliehkrafteinstellsysteme. Die Wirkung ist die, dass die Verbindungsglieder radial nach aussen sich bewegen und dabei die Nocken 12 und 13 relativ zueinander verdrehen ; dabei wird die Exzentrizität des Sekundärnockens 13 gegenüber der Achse der Welle 11 vergrössert. In manchen Fällen ist die Einstellbewegung des Fliehkrafteinstellsystems ausschliesslich eine Funktion der Drehzahl der Welle 11. Das heisst, je schneller die Welle sich dreht, umso grösser wird dieBewegung derVerbindungsglieder in radialer Richtung nach aussen und umso grösser wird auch die Exzentrizität, so lange, bis schliesslich der mechanische Aufbau des Geräts oder die herrschende Belastung eine Grenze setzen.
In der hier dargestellten Ausführungsform ist der Hub des Nockens jedoch speziell auf die Belastung an der Ausgangswelle abgestellt, denn hier wird ja die hin-und hergehende Bewegung der Nockenflächen wieder in eine Drehbewegung umgesetzt, so dass insgesamt betrachtet ein Untersetzungsgetriebe vorliegt.
Um dieBewegung des Fliehkrafteinstellsystems in radialer Richtung nach aussen unter Kontrolle halten zu können und damit den Hub der Nockenfolger, hat man den Sekundärnocken 13 mit einem Anschlag 24 ausgerüstet, der mit einem Gegenanschlag 25 auf der Welle 11 zusammenwirkt. Der Gegenanschlag 25 auf der Welle 11 ist Teil einer verstellbaren Muffe 26. Die Exzentrizitätsveränderlichkeit des Sekundärnockens hängt von der Winkelbeziehung der beiden Anschläge ab. Die Arbeitsweise des Geräts wird noch im einzelnen weiter unten beschrieben.
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Jeder der Nockenfolger 14 ist mit einer Metallbandkupplung 27 verbunden, welche die Abtriebswelle 23 umgreift und dieser eine Drehbewegung mitteilt, während der Nockenfolger eine durch seinen zugehörigen Nocken bedingte Bewegung ausführt. Die Metallbandkupplung ist derart ausgebildet, dass sie eine Verstärkung 28 der Welle während eines Teils einer Oszillationsperiode des Nockenfolgers erfasst und in Drehung versetzt, nämlich während des Anstiegs des Nockenfolgers auf der Nockenbahn und dass sie sich vom Eingriff mit der Verstärkung 28 der Welle wieder löst und in eine neutrale, d. h., nicht gekuppelte Stellung zurückkehrt, wenn der Nockenfolger auf der Nockenbahn sich abwärts bewegt. Der Nockenfolger 14 ist in der dargestellten Ausführungsform als Gabel ausgebildet.
Der Grund hiefür ist der, dass bei der Abfallbewegung des Nockenfolgers der untere Schenkel der Gabel durch den Nocken ebenfalls erfasst ist, so dass die Metallbandkupplung zwangsläufig in ihre entkuppelte Stellung zurückgeführt wird.
Untersetzungsgetriebe mit Metallbandkupplungen sind an sich bekannt ; es wird deshalb hier nicht im einzelnen darauf eingegangen, wie die Umwandlung der hin-und hergehenden Bewegung der Nockenfolger in eine rotierende Bewegung der Abtriebswelle 23 erfolgt. Es genügt zu sagen. dass die Wirkung so ähnlich ist, als ob eine Welle mitSperrklinken erfasst würde, wobei die Sperrklinken, nachdem sie die Welle erfasst hatten und um einen bestimmten Weg verdreht haben, in eine unwirksame Stellung treten, um erst später wieder an der Welle anzugreifen. Wenn mehrere derartige. Antriebe in gegenseitiger Phasenverschiebung vorhanden sind, so wird die Welle in Rotation gehalten. Das gleiche gilt für das gegenständliche Getriebe, bei dem mehrere Metallbandkupplungen vorhanden sind.
Nehmen wir nun an, dass die Welle 11 anlaufen soll. Der Anschlag 25 wird dann so eingestellt, dass er den jeweils erwünschten Hub des Nockenfolgers 14 zulässt ; d. h., der Anschlag wird in die richtige Winkellage relativ zu dem Gegenanschlag 24 gebracht. Wenn man nun die Welle in Richtung des Pfeils 29 der Fig. 1 anlaufen lässt, so ist die unmittelbare Reaktion die, dass das Fliehkrafteinstellsystem in radialer Richtung nach innen gezogen wird infolge der Bewegung des Arms 16. Wenn dann nach und nach eine Geschwindigkeitserhöhung eintritt und die Zentrifugalkraft anfängt, auf das Fliehkrafteinstellsystem zu wirken, so bewegt sich dieses wieder in radialer Richtung nach aussen. Diese radiale Auswärtsbewegung hört schliesslich auf, wenn nämlich die Anschläge 24 und 25 zusammentreten.
Bis zu diesem Zeitpunkt hat sich der Hub der Nockenfolger ständig vergrössert. Von nun an ist keine Vergrösserung des Hubs mehr möglich.
Die Einstellbewegung der beiden Nockenpaare ist synchronisiert durch die Schwungstange 22, welche die beiden Fliehkrafteinstellsysteme miteinander kuppelt.
Die angetriebene Welle 23 bleibt nun in Bewegung ; sollten an ihr Überlastungen auftreten, so vermindert sich die Exzentrizität der Sekundärnocken wieder, gegebenenfalls so lange, bis schliesslich überhaupt keine hin-und hergehende Bewegung der Nockenfolger mehr stattfindet. Dies geschieht folgender- massen : wenn eine Überlastung auftritt, so wird der Nockenfolger 14 in einen Bremsschuh verwandelt, der die Bewegung des mit ihm zusammenwirkenden Sekundärnockens 13 zu bremsen sucht. Der Arm 17 zieht dann an dem Fliehkrafteinstellsystem in der Richtung an, dass er die Wirkung der Zentrifugalkraft aufzuheben sucht. Die Kraft, mit der er anzieht, hängt von der Bremsung ab, die der Nockenfolger auf den Sekundärnocken 13 ausübt.
Wenn die Belastung gross genug wird, kann der Fall eintreten, dass die Fliehkraft vollständig ausgeschaltet wird und dass die Arme 16 und 17 schliesslich in eine gegenseitige Lage treten, die einer vollständigen Aufhebung der Exzentrizität entspricht. Wenn dieses Stadium erreicht ist, führt der Nockenfolger 14 keine Bewegung mehr aus.
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Körperachse desSekundärnockens versetzt sein, da sonst durchRelativverdrehung von Primärnocken undSe- kundämocken eine Exzentrizitätsänderung nicht eintreten würde je grösser die Exzentrizitätsänderung der Bohrung des S ekundärnockens gegenüber der Körperachse dieses Nockens ist, umso grösser ist die mögliche Ex- zentrizitätsvariation des Gesamtnockens und umso-grösser ist die Hubveränderlichkeit des Nockenfolgers.
Bei einer, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Gerät in einem Gehäuse untergebracht, welches ein Ölbad aufnimmt. Die nun folgende Beschreibung befasst sich mit einer solchen Ausführungsform, die in den Fig. 2 und folgenden dargestellt ist.
Fig. 2 zeigt perspektivisch ein erfindungsgemässes Untersetzungsgetriebe mit einem Gehäuse 31 und einem abgenommenen Deckel 32. Nach Abnahme des Deckels 32 sind die verschiedenen Teile des Getriebes zwecks Reparatur zugänglich. Gewisse Teile sind auch schon durch ein Betrachtungsfenster 33 zugänglich. Das Fenster 33 ist durch eine transparente Sichtscheibe 34 verschlossen. In Fig. 3 erkennt man einen Schnitt durch eine Metallbandkupplung 35, die bei 36 angelenkt und bei 37 verankert ist ; das Metallband umgreift eine Welle 38, die zu diesem Zweck mit einem Aufsatz 39 versehen ist. Die Wirkungsweise desMetallbands ist genau die gleiche, wie in dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Beim
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Hochgehen des Nockenfolgers ergreift das Band die Welle an dem Aufsatz 39 und dreht sie um eine be- stimmte Strecke ; beim Heruntergehen des Nockenfolgers hört die Kupplung des Bandes mit dem Wellen- aufsatz auf und das Band kehrt in eine unwirksame Stellung zurück. Danlt der Verwendung zweier Metall- bandkupplungen, derenBetriebsweise um 1800 phasenverschoben ist, wird die Welle in ständigem Umlauf gehalten. Natürlich können auch mehr als zwei Metallbandkupplungen eingesetzt werden. In Fig. 4 ist eine
Endansicht teilweise imSchnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3 dargestellt. Man entnimmt dieser Figur. dass die
Welle 38 in Kugellagern 40 des Gehäuses 31 gelagert ist.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, werden die Metallbandkupplungen gegenüber dem Wellenaufsatz 38 durchEinstellvorrichtungen 41 eingestellt. DurchFedern 42 ist das Metallband in die unwirksame Stellung vorgespannt.
Weiter erkennt man in Fig. 3 die Antriebswelle 43, einen mit ihr vereinigten Primärnocken 44 und einen auf dem Primärnocken sitzenden Sekundärnocken 45 ; der Nockenfolger ist mit 46 bezeichnet. Er ist hier von einem Ring gebildet und nimmt ein Kugellager 47 auf, das auf dem Sekundärnocken 45 ge- lagert ist. Der Nockenfolger ist bei 48 gelenkig mit dem Metallband vereinigt. Auch in der hier be- schriebenen Ausführungsform sind wieder zwei mit 1800 Phasenverschiebung arbeitende Metallbandkupp- lungen vorgesehen.
Mit Bezugszeichen 50 ist ein Fliehkrafteinstellsystem bezeichnet, das im einzelnen in Fig. 5 darge- stellt ist : es hat die Aufgabe, den Hub der Nockenfolger zu steuern.
In Fig. 5 ist die Welle 43 erkennbar, die in Rollenlagern 51 in den Seitenwandungen des Gehäuses 31 gelagert ist ; man erkennt auf ihrweiter dieprimärnocken 44 und diewellenabsätze 53. Auf jedem Primär- nocken 44 sitzt ein Sekundärnocken 45, der seinerseits wieder einen Nockenfolger 46 trägt. Die Gelenk- punkte 48, in denen Nockenfolger und Metallbandkupplungen miteinander vereinigt sind, oszillieren in der Richtung von Pfeilen 54. Die Gelenkverbindung in diesen Gelenkpunkten ist mittels Kugellagern her- gestellt.
Bei dem in den Fig. 5-7 der Zeichnung dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist der Sekundär- nocken 45 mit einem Arm 55 vereinigt. Dieser Arm entspricht dem Arm 17 in der Ausführungsform der
Fig. l, während der in der Ausführungsform der Fig. 1 vorhandene Arm 16 sein Äquivalent in einem Wel- lenabsatz 53 findet. Während in der Ausführungsform der Fig. l jeder Nockengruppe ein eigenes Flieh- krafteinstellsystem zugeordnet ist, wobei die beidenFliehkrafteinstellsysteme durch dieSchwungstange 22 miteinander verbunden sind, stehen bei der hier besprochenen Ausftihrungsform die beiden Nockenpaare unter der Einwirkung eines gemeinsamen Fliehkrafteinstellsystems.
Das Fliehkrafteinstellsystem 50 umfasst zwei in Abstand voneinander gehaltene Seitenplatten 56, die auf den Wellenabsätzen 53 sitzen und durch Flansche 57 der Absätze 53 in gegenseitigem Abstand gehal- ten werden. Jede der Seitenplatten weist eine Nabe 58 auf ; auf jeder der Naben 58 sitzt die Härte eines
Schwungrades 59. Die beiden Schwungradhälften sind miteinander durch Schrauben 60 vereinigt ; durch
Schrauben 61 ist das Schwungrad gegenüber denSeitenplatten gesichert.
DasSchwungrad 59 ist mit in Ab- stand gelegenen radialen Speichen 62 (s. insbesondere Fig. 6) ausgeführt. Zwischen diesen Speichen sind
Kammern 63 gebildet, welche Fliehgewichte 64 aufnehmen ; zwischen den den einzelnen Schwungrad- hälften zugehörigen Speichenhälften sind Durchgänge für die Aufnahme einer Kette 66 gebildet ; das
Schwungrad sitzt auf den Wellenabsätzen 53 und ist mit den Armen 55 der Nocken 45 dadurch gekuppelt, dass Gelenkschuhe 67 dieser Arme 55 in Schlitze 68 der Seitenplatten 56 eingreifen (s. auch Fig. 9).
Eine Kette 66 ist, wie bereits erwähnt, in den Zwischenräumen zwischen den Speichenhälften des
Schwungrads untergebracht. Diese Kette verläuft ausserdem durch ähnliche Zwischenräume 69 zwischen denSchenkeln 49 von Fliehgewichten 64 hindurch ; die Fliehgewichte 64 sind in ihrem Querschnitt U-för- mig, wie aus Fig. 5 ersichtlich. Die Kette ist in den Zwischenräumen 65 unter Bolzen 70 der Fliehge- wichtschenkel hindurchgeführt und in den Zwischenräumen 69 über ähnliche Bolzen 71 geführt. Die Bol- zen 71 stehen mit ihrenEnden über die Fliehgewichte seitlich vor und greifen in Radialführungsschlitze 72 in den Seitenplatten 56 ein ; ausserdem weist jedes Fliehgewicht einen weiteren Fübrungsstift 73 auf. welche
Stifte ebenfalls in die Führungsschlitze 72 eingreifen und die Lage der Fliehgewichte stabilisieren.
DieKette ist mit ihrem einen Ende an dem Wellenabsatz 53 angelenkt, u. zw. in dem Zwischenraum zwischen den Flanschen 57. In diesen Flanschen 57 sind eine Reihe von Löchern 74 (Fig. 7) vorgesehen,- welche die Verankerung der Kette in verschiedenen Positionen ermöglichen. Ein zentraler Führungsring 75 in dem Zwischenraum zwischen den Flanschen 57 dient als Führungsfläche für die Kette, die etwa eine
Fahrradkette sein kann. Von dem Wellenabsatz 53, an dem sie verankert ist, kommend, ist die Kette zu- nächst über einen ersten, schwungradfesten Bolzen 76 geführt, dann über einen ersten Fliehgewichtsbol- zen 71, dann unter einem Schwungradbolzen 70 hindurch usw. Das freie Ende der Kette ist an einem
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schwungradfesten Bolzen 70 verankert.
Auf diese Weise ist das eine Ende der Kette fest mit den Primärnocken 44 vereinigt, nämlich über den Wellenabsatz 53, der ja in seiner Lage gegenüber dem Primärnocken 44 festgelegt ist und anderseits mit dem Sekundärnocken 45, nämlich über das Schwungrad, das relativ zu den Seitenplatten 56 unbeweglich ist, während diese wieder mit den Sekundärnocken 45 über die Arme 55 und die Schuhe 67 gekuppelt ist.
Die Anordnung ist im Grunde identisch mit derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels insofern, als jedem der Nockenpaare ein Fliehkrafteinstellsystem zugeordnet ist, welches infolge der Drehbewegung die zugehörigen Nocken im Sinne einer Vergrösserung der Exzentrizität relativ zueinander zu verdrehen sucht. Um. sicherzustellen, dass die Fliehgewichte 64 alle gleichmässig nach aussen wandern, wenn die Fliehkraft auf sie einwirkt, sind Führungskulissen 77 zwischen das Schwungrad und die Seitenplatten eingelegt. Diese Führungskulissen sind. auf den Naben 78 der Schwungradteile unabhängig von dem Schwungrad verdrehbar. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, sind die Führungskulissen mit schräg gestelltenFührungsschlitzen 79 versehen, durch welche die Enden der Stifte 71 hindurchtreten.
Wenn die Fliehgewichte sich nach aussen bewegen, so verdrehen sie die Führungskulissen und verschieben sich dabei in denFührungsschlitzen 72 derSeitenplatten. Damit ist sichergestellt, dass sämtliche Führungs- gewichte in jedem Augenblick den gleichen radialen Abstand von der Nabe 53 einnehmen.
Wie auch in dem vorangegangenen Ausführüngsbeispiel wird die Exzentrizität des Sekundärnockens 45 gegenüber der Längsachse der Welle durch Einstellung von Anschlägen 80 und 81 auf der Welle bzw. den Nocken bestimmt. Dadurch, dass man die beiden Anschläge 80 und 81 im stationären Zustand der Welle relativ zueinander verstellt, bewirkt man, dass ein mehr oder weniger grosser Teil der Kette 66 auf dem Wellenabsatz 53 gewickelt ist. Je kleiner der Kettenabschnitt ist, der auf die Welle aufgewickelt ist, umso weiter können sich die Fliehgewichte nach aussen bewegen und umso grösser ist die Exzentrizität. Dies ergibt sich aus einer Betrachtung der Fig. 5 und 6.
Wenn der Anschlag 81 im Uhrzeigersinn verdreht wird, so tritt eineschlaffheit in der Kette ein und diese wird in der Folge durch eine Auswärtsbewegung der Fliehgewichte ausgeglichen. Wenn anderseits der Anschlag im Gegenuhrzeigersinne gedreht wird, so wird mehr Kette auf den Wellenabsatz 53 aufgewickelt und der Positionsradius der Fliehgewichte wird vermindert.
Wenn das Getriebe läuft, bewegen sich die Fliehgewichte nach aussen entsprechend der verfügbaren freienlLänge derKette. Die Bewegung der Fliehgewichte nach aussen bewirkt, dass die Nocken sich relativ zueinander verdrehen, so lange, bis die Anschläge 80 und 81 in Wechselwirkung treten. Damit ist der Hub der Nockenfolger festgelegt.
BeimAuftreten vonüberlastungen bewirkt der Nockenfolger 46 eineBremsung desSekundärnockens 45 und diese Bremsung führt zu einer Verlangsamung des Arms 55. Die Anschläge 80 und 81 laufen mit der Welle weiter, so dass ein Stück Kette eingeholt wird und der Positionsradius der Fliehgewichte sich verringert. Gleichzeitig wird die Exzentrizität der Sekundärnocken gegenüber der Wellenachse herabgesetzt.
Wenn die Überlastung sehr gross ist, so kann die Exzentrizität vollständig aufgehoben werden, so dass der Hub des Nockenfolgers Null wird.
Wie schon mehrmals erwähnt, bestimmt der Hub des Nockenfolgers die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle und dieser Hub lässt sich wieder einstellen durch Veränderung der Exzentrizität des Sekundärnockens 45 gegenüber der Achsenwelle 43. Es sind hier zwei verschiedene Einstellmöglichkeiten bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 2-10 dargestellt ; die eine lässt es zu, Geschwindigkeitsänderungen der Ausgangswelle bei laufender Eingangswelle herzustellen, die andere lässt die Einstellung einer Geschwindigkeitsänderung nur bei stehender Welle 43 zu.
Zunächst wird nun derjenige Einstellmechanismus beschrieben, der bei laufender Welle 43 brauchbar ist. Er lässt sich am besten aus den Fig. 5 und 8 erkennen.
Die Antriebswelle 43 ist in Rollenlagern 51 gelagert. Zwischen den Rollenlagern und der Welle sind Buchsen 82 und 83 eingesetzt. Die Buchse 82 ist mit der Welle 43 durch einen Keil 84 verkeilt ; sie weist einen Anschlag 85 auf, der mit einem Anschlag 86 des Sekundärnockens 45 zusammenspielt. DenAnschlägen 85 und 86 entsprechen Anschläge 81 und 80, wobei allerdings zu beachten ist, dass die Anschlagspaare 85 und 86 einerseits und 81 und 80 anderseits beim Wirksamwerden um 1800 gegeneinander versetzt sind. Der Anschlag 81 ist fest mit dem Nabenaufsatz 83 verbunden, der mit der Welle 43 nicht unmittelbar vereinigt ist.
Die Welle 43 ragt durch das Gehäuse 31 auf der rechten Seite in Fig. 5 hinaus. Der vorstehende Teil 87 trägt eine Schrägverzahnung 88. Auf dieser Schrägverzahnung sitzt mit einer entsprechenden Innenverzahnung ein Stern 89, dessen Arme 90 durch axiale Schlitze 91 eines mit dem Nabenaufsatz 83 fest verbundenen Käfigs 92 in Eingriff stehen. Der Käfig ist innerhalb eines Gehäuses 93 untergebracht, das auf seiner Innenseite mit einem Gewinde 94 versehen ist. Das Gehäuse ist drehbar zwischen Ringen 95 und 96
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mittels eines Flansches 97 eingespannt. Das in der Figur rechts gelegene Rollenlager 51 ist gegen Axialverschiebung mittels eines Flansches 98 an der Platte 96 und eines Flansches 99 auf der Buchse 83 gesichert.
In dem Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und dem Käfig befindet sich ein Gewindering 100, der innerhalb des Gehäuses axial verschiebbar ist. Der Gewindering ist mit einer Ringscheibe 101 lösbar
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ein Kugellager 103. Das Vorhandensein des Kugellagers 103 lässt eine Verdrehung des Sterns zu. während sich der Gewindering bei Verdrehung des Gehäuses 93 in axialer Richtung verschiebt. Um die Exzentrizität der Sekundärnocken 45 gegenüber der Achse der Welle 43 einzustellen, bewegt man den Gewindering 100 bis zu der jeweils gewünschten Stellung innerhalb des Käfigs 92. Dies geschieht durch Verdrehen desGehäuses 93. Wenn der Gewindering in axialer Richtung bewegt wird, nimmt er den Stern 90 in axialer Richtung mit. Da dieser jedoch mit der'Schrägverzahnung 88 in Eingriff steht, wird er gleichzeitig verdreht und bewirkt eine Mitverdrehung des Käfigs 92.
Es werden also die Anschläge voneinander entfernt, wenn die höchstmögliche Exzentrizität erhöht werden soll. Wenn die Exzentrizität anderseits herabgesetzt werden soll, so verstellt man über den Anschlag 81 den Anschlag 80 und verzögert den Sekun- därnocken 45 ; die Kette 66 wird dann auf den Wellenabsatz 53 aufgewickelt und die radiale Position der Fliehgewichte wird in Richtung nach innen verändert. Dies bedeutet, dass der Nockenfolger einen geringeren Hub annimmt und dass die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 38 vermindert wird. Der vorstehend beschriebene Einstellvorgang kann vorgenommen werden während die Welle 34 rotiert. Da der Nabenaufsatz 82 auf die Welle 43 aufgekeilt ist, ist der Anschlag 85 immer 1800 von dem Anschlag 81 entfernt.
MitBezugszeichen 104 ist einAbdichtungsring bezeichnet, der das Entweichen von Öl aus dem Gehäuse verhindern soll.
In Fig. 10 ist eine andereAusführungsform einer Einstellvorrichtung dargestellt, welche Verstellungen des Nockenfolgerhubs während des Laufs der Welle 43 nicht zulässt. In dieser Ausführungsform sind der Anschlag 81 und die zugehörige Buchse 83 fest mit einer Einstellscheibe 105 vereinigt, die gegenüber einer Gegerischeibe 106 fest gestellt werden kann. Letztere ist fest mit der Welle 43 verbunden. Die gegenseitige Feststellung der beiden Scheiben erfolgt durch Schrauben 107.
Es sind viele weitere Ausführungsformen der Erfindung denkbar, die vom Prinzip der Erfindung nicht abweichen. Das Wesen der Erfindung wird, um es noch einmal zu wiederholen, darin gesehen, dass der Hub der Nockenfolger verändert werden kann. In den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen war die Erfindung auf die Anwendung bei Untersetzungsgetrieben angewendet ;
bei solchen Untersetzungsgetrieben hängt die Geschwindigkeitsregelung von der Dauer des Eingriffs derMetallbandkupplungen an der Welle während jedesNockenlaufs ab. Die Frequenz des Nockenfolgers bleibt natürlich bei gleichbleibender Drehzahl der Eingangswelle immer dieselbe, unabhängig vom Nockeniölgerhub. Die Grösse des Nockenfolgerhubs macht sich also nur insofern bemerkbar, als die Zeitspanne verändert wird, während welcher die Metallbandkupplungen wirksam sind. Bei kleinem Nockenfolgerhub ist diese Zeitspanne nur
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grossem Nockenfolgerhub die Bewegung der Abtriebswelle pro Nockenumlauf wesentlich grösser.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltwerkwechselgetriebe mit einem auf der Antriebswelle exzentrisch befestigten zylindrischen Primärnocken, auf dem ein zylindrischer Sekundärnocken mit einer exzentrischen Bohrung oder Ausnehmung sitzt und einem Nockenfolger für den Sekundärnocken, wobei die Gesamtexzentrizität beider Nokken in Abhängigkeit vom Lastmoment selbsttätig verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver-
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Nocken (13 ; 45 bzw. 12 ; 44) in gegenläufige Drehung versetzt, wobei mit wachsender Drehzahl die Radialbewegung des Fliehkrafteinstellsystems (16 - 22, 64,66) zunimmt.
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Manual gearbox
The invention relates to a gear change gearbox with a cylindrical primary cam eccentrically attached to the drive shaft, on which a cylindrical secondary cam with an eccentric bore or recess sits and a cam follower for the secondary cam, the total eccentricity of the cams being automatically adjustable depending on the load torque.
Transmissions to which the invention is applicable include a drive shaft with one or more eccentric cylindrical cams operating on band clutches; the connection between the cylindrical cams and the band couplings is in the form of cam followers. The band clutches encompass an output shaft of the transmission in such a way that the reciprocating movement of the cam followers is converted into a rotary movement of the output shaft. The sequence of movements is such that when the cam followers go up, the associated band couplings grip the output shaft and turn a certain distance, while when the cam followers go up they release the output shaft or return to its inoperative position. Reducers of this type have been studied for many years.
The amplitude of movement of the cam follower, the number of band clutches used and the speed of rotation of the input shaft determine the speed of the output shaft.
Various attempts have been made to provide effective control of such transmissions, the aim being to achieve a substantial variation in output speeds for a given input speed.
A known transmission has a cylindrical cam and a cam follower on a drive shaft, the eccentricity of the cam being variable for adjusting the cam follower stroke. It is also known to set a secondary cam in the form of a cylindrical body with an eccentric bore on a cylindrical primary cam which is eccentric to the shaft. The angular position of the secondary and primary cam can be changed by changing the total eccentricity of the secondary cam to the axis of the shaft. In this embodiment, stops arranged on the secondary cam and the shaft can be changed according to a known proposal. It is also known to change the total eccentricity of the two cams as a function of the speed.
The automatic adjustability of the total eccentricity as a function of the load torque is already known. So far, however, no completely satisfactory device of this type has become known.
The invention is based on the object of making the output speed variable for a given input speed in such a transmission. In the event of an overload, it should therefore automatically adapt to the new conditions and prevent dangerous stress on the drive shaft.
Further details of the invention will be mentioned in the following description.
The invention can be implemented, for example, in such a way that the adjustability of the cams is effected by a centrifugal adjustment system that acts directly or indirectly on the primary cam and the secondary cam and sets the cams in opposite rotation, with the radial movement of the centrifugal adjustment system increasing with increasing speed. The centrifugal adjustment system acts on two radially protruding arms, one arm being firmly connected to the secondary cam and the second to the arm directly or indirectly through the shaft with the primary cam. The centrifugal force adjustment system preferably comprises articulated links which are each articulated at one end to the free ends of the arms and are articulated to one another at the other two ends.
It is also possible to provide a flexible connecting member that engages the free ends of the arms and with at least
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weight threaded through.
When overloads occur on the cam follower, the centrifugal force adjustment system can be overridden to reduce the eccentricity. The radial movement of the centrifugal system can advantageously be regulated by the centrifugal force itself. Adjustable stops on the secondary cam and the shaft limit the effect of the centrifugal adjustment system. These stops can be parts of a shaft attachment that can be locked in any position on the shaft. The shaft advantageously has a helical toothing on which a star with a corresponding internal toothing sits, the star arms of which engage in an axial slot guide of a casing combined with a shaft stop, so that by moving the star along the helical toothing, the shaft stop rotates relative to the shaft.
The star may be coupled to a threaded ring via a ball bearing, which can be moved in the axial direction of the shaft by means of a screw connection. It is possible to use several primary and secondary cams arranged in rows on the shaft in a manner known per se, which are connected to one another, with note followers working together in phase for the rows that are articulated to the centrifugal adjustment system.
The invention will now be explained with reference to the embodiments shown in the drawings.
The figures show: FIG. 1 a perspective view of a first embodiment of a reduction gear, FIG. 2 the perspective view of a second embodiment of a reduction gear according to the invention with the cover removed, FIG. 3 shows a section through the transmission of FIG. 2, FIG. 4 shows a section along line IV-IV of FIG. 3, FIG. 5 shows a section along line V-V of FIG. 3, FIG. 6 shows a section
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10 is another device for controlling the output speed.
The device shown in FIG. 1 comprises a drive shaft 11 on which two primary cams 12 are attached, offset from one another by 1800. Secondary cams 13, which are offset from one another by 1800, are seated on these primary cams. By rotating the primary cam and the associated secondary cam relative to one another, the eccentricity of the secondary cam relative to the longitudinal axis of the shaft is changed. In the embodiment shown, an eccentricity change from a certain maximum value down to zero eccentricity is possible.
Around. to be able to change the eccentricity of the cams and thus the stroke of cam followers 14 acted upon by them. Centrifugal adjustment systems are assigned to the cams and rotate with the drive shaft 11. In the exemplary embodiment considered here, one primary cam 12 is arranged fixed to the shaft. An arm 16 extends from the same shaft, which is therefore rigidly combined with the primary cam. A similar arm 17 starts from the secondary cam 13; the ends of the arms 16 and 17 are hinged to links 18 and 19, which in turn are hinged to one another at 20. The centrifugal force adjustment system for the primary and secondary cams 12 and 13 is formed by the connecting members 18 and 19.
An identical arrangement is provided for the second pair of cams 12 and 13; the two centrifugal adjustment systems are guided in guides 21 of a flywheel 22 on the shaft 11.
As the shaft 11 rotates, the centrifugal force acts on the centrifugal force adjustment systems. The effect is that the connecting links move radially outwards and thereby rotate the cams 12 and 13 relative to one another; in the process, the eccentricity of the secondary cam 13 relative to the axis of the shaft 11 is increased. In some cases, the adjustment movement of the centrifugal adjustment system is exclusively a function of the speed of the shaft 11. That is, the faster the shaft rotates, the greater the outward movement of the connecting elements in the radial direction and the greater the eccentricity, until finally the mechanical structure of the device or the prevailing load set a limit.
In the embodiment shown here, however, the stroke of the cam is specifically geared to the load on the output shaft, because here the to-and-fro movement of the cam surfaces is converted back into a rotary movement, so that viewed as a whole there is a reduction gear.
In order to be able to keep the outward movement of the centrifugal force adjustment system under control and thus the stroke of the cam followers, the secondary cam 13 has been equipped with a stop 24 which cooperates with a counter stop 25 on the shaft 11. The counter-stop 25 on the shaft 11 is part of an adjustable sleeve 26. The variability of the eccentricity of the secondary cam depends on the angular relationship of the two stops. The operation of the device is described in detail below.
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Each of the cam followers 14 is connected to a metal belt coupling 27 which engages around the output shaft 23 and communicates a rotary movement to it, while the cam follower executes a movement caused by its associated cam. The metal band coupling is designed in such a way that it detects a reinforcement 28 of the shaft during part of an oscillation period of the cam follower and sets it in rotation, namely during the rise of the cam follower on the cam track and that it releases from engagement with the reinforcement 28 of the shaft again and into a neutral, d. i.e., the uncoupled position is returned when the cam follower moves down the cam track. The cam follower 14 is designed as a fork in the embodiment shown.
The reason for this is that when the cam follower moves downward, the lower leg of the fork is also captured by the cam, so that the metal band coupling is inevitably returned to its uncoupled position.
Reduction gears with metal band clutches are known per se; It is therefore not discussed here in detail how the conversion of the reciprocating movement of the cam followers into a rotating movement of the output shaft 23 takes place. Suffice it to say. that the effect is similar to that of a shaft being gripped with pawls, with the pawls, after they have gripped the shaft and twisted it by a certain distance, come into an inoperative position in order to attack the shaft again later. If several such. If there are drives in mutual phase shift, the shaft is kept rotating. The same applies to the present transmission, in which there are several metal band clutches.
Let us now assume that shaft 11 should start up. The stop 25 is then set so that it allows the respectively desired stroke of the cam follower 14; d. This means that the stop is brought into the correct angular position relative to the counter-stop 24. If the shaft is now allowed to start up in the direction of arrow 29 in FIG. 1, the immediate reaction is that the centrifugal force adjustment system is pulled inward in the radial direction as a result of the movement of the arm 16. If the speed then gradually increases and the centrifugal force begins to act on the centrifugal adjustment system, so it moves outwards again in the radial direction. This radial outward movement finally stops when the stops 24 and 25 come together.
Up to this point in time, the stroke of the cam followers had increased continuously. From now on it is no longer possible to increase the stroke.
The adjustment movement of the two pairs of cams is synchronized by the flywheel 22, which couples the two centrifugal adjustment systems to one another.
The driven shaft 23 now remains in motion; should overloads occur on it, the eccentricity of the secondary cams is reduced again, if necessary until the cam followers finally stop moving back and forth at all. This takes place as follows: if an overload occurs, the cam follower 14 is converted into a brake shoe which tries to brake the movement of the secondary cam 13 which interacts with it. The arm 17 then attracts the centrifugal adjustment system in the direction that it seeks to cancel the effect of the centrifugal force. The force with which it attracts depends on the braking that the cam follower exerts on the secondary cam 13.
If the load becomes large enough, it can happen that the centrifugal force is completely switched off and that the arms 16 and 17 finally move into a mutual position which corresponds to a complete cancellation of the eccentricity. When this stage is reached, the cam follower 14 stops moving.
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The body axis of the secondary cam must be offset, since otherwise a change in eccentricity would not occur due to the relative rotation of the primary cam and secondary cam, the greater the change in eccentricity of the bore of the secondary cam compared to the body axis of this cam, the greater the possible eccentricity variation of the entire cam and the greater the Stroke variability of the cam follower.
In a preferred embodiment of the invention, the device is accommodated in a housing which houses an oil bath. The description that follows deals with such an embodiment, which is illustrated in FIGS. 2 and following.
2 shows in perspective a reduction gear according to the invention with a housing 31 and a removed cover 32. After removing the cover 32, the various parts of the gear are accessible for the purpose of repair. Certain parts are already accessible through a viewing window 33. The window 33 is closed by a transparent window 34. 3 shows a section through a metal band coupling 35 which is articulated at 36 and anchored at 37; the metal band surrounds a shaft 38 which is provided with an attachment 39 for this purpose. The operation of the metal band is exactly the same as in the previously described embodiment.
At the
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When the cam follower goes up, the tape grips the shaft on the attachment 39 and rotates it a certain distance; when the cam follower goes down, the coupling of the belt with the shaft attachment stops and the belt returns to an inoperative position. In addition to using two metal band clutches, the mode of operation of which is out of phase by 1800, the shaft is kept in constant rotation. Of course, more than two metal band couplings can also be used. In Fig. 4 is a
End view partly shown in section along line IV-IV of FIG. One takes from this figure. that the
Shaft 38 is mounted in ball bearings 40 of housing 31.
As can be seen from Fig. 3, the metal band couplings are adjusted relative to the shaft attachment 38 by adjustment devices 41. The metal band is biased into the inoperative position by springs 42.
Furthermore, one recognizes in FIG. 3 the drive shaft 43, a primary cam 44 combined with it and a secondary cam 45 seated on the primary cam; the cam follower is denoted by 46. It is formed here by a ring and receives a ball bearing 47 which is mounted on the secondary cam 45. The cam follower is articulated to the metal band at 48. In the embodiment described here, too, two metal band couplings operating with 1800 phase shift are again provided.
Reference numeral 50 denotes a centrifugal force adjustment system which is shown in detail in FIG. 5: it has the task of controlling the lift of the cam followers.
In FIG. 5, the shaft 43 can be seen, which is mounted in roller bearings 51 in the side walls of the housing 31; the primary cams 44 and the shaft shoulders 53 can also be seen on them. A secondary cam 45 is seated on each primary cam 44, which in turn carries a cam follower 46. The articulation points 48, in which the cam follower and metal band couplings are combined with one another, oscillate in the direction of arrows 54. The articulation at these articulation points is established by means of ball bearings.
In the second exemplary embodiment shown in FIGS. 5-7 of the drawing, the secondary cam 45 is combined with an arm 55. This arm corresponds to the arm 17 in the embodiment of FIG
1, while the arm 16 present in the embodiment of FIG. 1 finds its equivalent in a shaft shoulder 53. While in the embodiment of FIG. 1 each cam group is assigned its own centrifugal force setting system, the two centrifugal force setting systems being connected to one another by the flywheel 22, in the embodiment discussed here the two pairs of cams are subject to the action of a common centrifugal force setting system.
The centrifugal adjustment system 50 comprises two side plates 56 which are held at a distance from one another and sit on the shaft shoulders 53 and are held at a mutual spacing by flanges 57 of the shoulders 53. Each of the side plates has a hub 58; each of the hubs 58 has the hardness of one
Flywheel 59. The two halves of the flywheel are united by screws 60; by
Bolts 61 secure the flywheel to the side plates.
The flywheel 59 is designed with spaced radial spokes 62 (see in particular Fig. 6). Between these spokes are
Chambers 63 formed, which receive flyweights 64; Passages for receiving a chain 66 are formed between the spoke halves belonging to the individual flywheel halves; the
The flywheel sits on the shaft shoulders 53 and is coupled to the arms 55 of the cams 45 in that joint shoes 67 of these arms 55 engage in slots 68 in the side plates 56 (see also FIG. 9).
A chain 66 is, as already mentioned, in the spaces between the spoke halves of the
Flywheel housed. This chain also passes through similar spaces 69 between the legs 49 of flyweights 64; the flyweights 64 are U-shaped in their cross-section, as can be seen from FIG. The chain is passed in the spaces 65 under bolts 70 of the centrifugal weight legs and is guided in the spaces 69 over similar bolts 71. The ends of the bolts 71 project laterally beyond the flyweights and engage in radial guide slots 72 in the side plates 56; in addition, each flyweight has a further guide pin 73. Which
Pins also engage in guide slots 72 and stabilize the position of the flyweights.
One end of the chain is hinged to the shaft shoulder 53, u. between the space between the flanges 57. In these flanges 57 a series of holes 74 (FIG. 7) are provided, which enable the chain to be anchored in various positions. A central guide ring 75 in the space between the flanges 57 serves as a guide surface for the chain, which is about a
Bicycle chain can be. Coming from the shaft shoulder 53 on which it is anchored, the chain is first guided over a first bolt 76 fixed to the flywheel, then over a first flywheel bolt 71, then under a flywheel bolt 70, etc. The free end of the chain is on one
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Flywheel fixed bolt 70 anchored.
In this way, one end of the chain is firmly united with the primary cam 44, namely via the shaft shoulder 53, which is of course fixed in its position opposite the primary cam 44 and on the other hand with the secondary cam 45, namely via the flywheel, which is relative to the side plates 56 is immobile, while it is again coupled to the secondary cams 45 via the arms 55 and the shoes 67.
The arrangement is basically identical to that of the first exemplary embodiment insofar as each of the cam pairs is assigned a centrifugal force adjustment system which, as a result of the rotary movement, tries to rotate the associated cams relative to one another in the sense of increasing the eccentricity. Around. To ensure that the flyweights 64 all migrate evenly outwards, when the centrifugal force acts on them, guide links 77 are inserted between the flywheel and the side plates. These leadership scenes are. rotatable on the hubs 78 of the flywheel parts independently of the flywheel. As can be seen from Fig. 7, the guide slots are provided with inclined guide slots 79 through which the ends of the pins 71 pass.
When the flyweights move outwards, they twist the guide slots and in the process move in the guide slots 72 of the side plates. This ensures that all guide weights are at the same radial distance from hub 53 at all times.
As in the previous embodiment, the eccentricity of the secondary cam 45 with respect to the longitudinal axis of the shaft is determined by setting stops 80 and 81 on the shaft or the cams. The fact that the two stops 80 and 81 are adjusted relative to one another in the stationary state of the shaft causes a more or less large part of the chain 66 to be wound on the shaft shoulder 53. The smaller the chain section that is wound on the shaft, the further the flyweights can move outwards and the greater the eccentricity. This emerges from a consideration of FIGS. 5 and 6.
If the stop 81 is rotated clockwise, the chain becomes slack and this is compensated for by an outward movement of the flyweights. If, on the other hand, the stop is rotated counterclockwise, more chain is wound onto the shaft shoulder 53 and the position radius of the flyweights is reduced.
When the transmission is running, the flyweights move outward according to the available free length of the chain. The outward movement of the flyweights causes the cams to rotate relative to one another until the stops 80 and 81 interact. This defines the stroke of the cam followers.
When overloads occur, the cam follower 46 brakes the secondary cam 45 and this braking leads to a slowing down of the arm 55. The stops 80 and 81 continue to run with the shaft, so that a piece of chain is hauled in and the position radius of the flyweights is reduced. At the same time, the eccentricity of the secondary cams relative to the shaft axis is reduced.
If the overload is very great, the eccentricity can be completely eliminated so that the lift of the cam follower becomes zero.
As already mentioned several times, the stroke of the cam follower determines the rotational speed of the output shaft and this stroke can be adjusted again by changing the eccentricity of the secondary cam 45 with respect to the axis shaft 43. Two different setting options are shown here in the embodiment according to FIGS. 2-10 ; one allows speed changes of the output shaft to be produced when the input shaft is running, the other allows a speed change to be set only when the shaft 43 is stationary.
The adjustment mechanism that can be used when the shaft 43 is running will now be described first. It can best be seen from FIGS. 5 and 8.
The drive shaft 43 is supported in roller bearings 51. Bushings 82 and 83 are inserted between the roller bearings and the shaft. The sleeve 82 is keyed to the shaft 43 by a key 84; it has a stop 85 which interacts with a stop 86 of the secondary cam 45. The stops 85 and 86 correspond to stops 81 and 80, although it should be noted that the pairs of stops 85 and 86 on the one hand and 81 and 80 on the other hand are offset from one another by 1800 when they become effective. The stop 81 is firmly connected to the hub attachment 83, which is not directly connected to the shaft 43.
The shaft 43 protrudes through the housing 31 on the right-hand side in FIG. 5. The protruding part 87 carries a helical toothing 88. A star 89 sits on this helical toothing with a corresponding internal toothing, the arms 90 of which are in engagement through axial slots 91 of a cage 92 firmly connected to the hub attachment 83. The cage is accommodated within a housing 93 which is provided with a thread 94 on its inside. The housing is rotatable between rings 95 and 96
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clamped by means of a flange 97. The roller bearing 51 on the right in the figure is secured against axial displacement by means of a flange 98 on the plate 96 and a flange 99 on the bush 83.
In the space between the housing and the cage there is a threaded ring 100 which is axially displaceable within the housing. The threaded ring can be released with an annular disk 101
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a ball bearing 103. The presence of the ball bearing 103 allows the star to rotate. while the threaded ring moves in the axial direction when the housing 93 is rotated. In order to adjust the eccentricity of the secondary cams 45 with respect to the axis of the shaft 43, the threaded ring 100 is moved to the desired position within the cage 92. This is done by rotating the housing 93. When the threaded ring is moved in the axial direction, it takes the star 90 in the axial direction with. However, since this is in engagement with the helical toothing 88, it is rotated at the same time and causes the cage 92 to rotate at the same time.
The stops are therefore removed from one another if the highest possible eccentricity is to be increased. If, on the other hand, the eccentricity is to be reduced, the stop 80 is adjusted via the stop 81 and the secondary cam 45 is delayed; the chain 66 is then wound onto the shaft shoulder 53 and the radial position of the flyweights is changed in the inward direction. This means that the cam follower assumes a smaller stroke and that the rotational speed of the output shaft 38 is reduced. The adjustment process described above can be performed while the shaft 34 is rotating. Since the hub attachment 82 is keyed onto the shaft 43, the stop 85 is always 1800 away from the stop 81.
Reference numeral 104 denotes a sealing ring which is intended to prevent oil from escaping from the housing.
In Fig. 10 another embodiment of an adjustment device is shown which does not allow adjustments of the cam follower stroke while the shaft 43 is running. In this embodiment, the stop 81 and the associated bushing 83 are firmly combined with an adjusting disk 105, which can be fixed with respect to a counter disk 106. The latter is firmly connected to the shaft 43. The two disks are secured against each other by screws 107.
Many other embodiments of the invention are conceivable which do not deviate from the principle of the invention. To repeat it again, the essence of the invention is seen in the fact that the stroke of the cam followers can be changed. In the two embodiments described above, the invention was applied to the application to reduction gears;
in such reduction gears, the speed control depends on the length of time the metal band clutches on the shaft are engaged during each cam travel. The frequency of the cam follower naturally always remains the same with the input shaft speed remaining the same, regardless of the cam follower stroke. The size of the cam follower stroke is only noticeable to the extent that the period of time is changed during which the metal band couplings are effective. With a small cam follower lift, this time span is only
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large cam follower stroke, the movement of the output shaft per cam revolution is much greater.
PATENT CLAIMS:
1. Derailleur gearbox with a cylindrical primary cam eccentrically attached to the drive shaft, on which a cylindrical secondary cam with an eccentric bore or recess sits and a cam follower for the secondary cam, the total eccentricity of both cams being automatically adjustable depending on the load torque, characterized in that the Ver
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Cams (13; 45 or 12; 44) offset in opposite rotation, the radial movement of the centrifugal force adjustment system (16-22, 64,66) increasing with increasing speed.