Schaltgetriebe zur Bewegungsübertragung zwischen zwei Wellen. Die Erfindung betrifft ein zur Bewe gungsübertragung zwischen zwei Wellen dienendes Schaltgetriebe mit zwei drehbar ineinander gelagerten Scheiben und zwi schen diesen angeordneten, verschiebend auf zahnförmige Vorsprünge der einen, die Bewegung verlangsamt weiterleitenden Scheibe einwirkenden Schaltkörpern, und sie besteht darin, dass die Schaltkörper in einer andern Anzahl als die zahnförmigen Vor- sprülige der langsam anzutreibenden Scheibe vorbanden sind, wobei von der Grösse dieses Unterschiedes die Grösse der Geschwindigkeitsverminderung abhängig ist.
In der beiliegenden Zeichnung sind ver schiedene beispielsweise Ausführungsformen eines solchen Schaltgetriebes dargestellt.
Bei der durch Fig. 1 und 2 in zwei recht winklig zueinander genommenen Vertikal schnitten dargestellten Ausführungsform ist A die Welle des Krafterzeugers, B die Welle der anzutreibenden Maschine. Auf der Welle A sitzt fest die Scheibe b. Dieselbe läuft in einem feststellenden Gehäuse a und besitzt an ihrem Umfang eine Ringnut i von etwa rechteckigem Querschnitt, sowie einen dar über vorstehenden Kranz C. Auf der Innen seite dieses Kranzes C laufen Gleitrollen f, die an den Enden von in dem feststehenden Gehäuse a längsverschiebbar gelagerten, die Schaltkörper bildenden Stäben oder Schie nen e sitzen. An denselben sind ausser den Rollen f noch weitere Gleitrollen g ange bracht, die in der Ringnut i der Scheibe b aufsitzen. Die Stäbe e sind radial zu der Welle B der angetriebenen Maschine ange ordnet. Auf dieser ist die zweite Scheibe c befestigt.
Diese ist auf ihrem kreisrunden Umfang mit spitzbogenförmigen, in glei chen Abständen auseinanderliegenden Zäh nen h besetzt. Dem kreisrunden Umfang der Scheibe c gegenüber besitzen die Lauf flächen für die Bollen f und g eine ellip tische bezw. nicht kreisrunde Form, so dass dort, wo diese Laufflächen dem Umfang der Scheibe r sich nähern, die Wirkungszone gebildet wird. In derselben werden bei Dre- hung der Scheibe b die Stäbe e nach ein wärts gegen die Zähne h der Scheibe c ge drückt. Ausserhalb der Wirkungszone wer den die Stäbe durch die Lauffläche der Ringnut i wieder zurückgezogen. Bewegen sieh die Stäbe nach einwärts, so wirken sie gegen die Zähne h, wobei ihre Wirkung all mählich von der Zahnspitze bis zur Zahn wurzel fortschreitet.
Die Zahl der Stäbe e ist etwas grösser als die Zahl der Zähne h der Scheibe c; ausser dem ist die Anordnung so getroffen, dass stets etwa ein Viertel der Gesamtzahl der Stäbe e mit den Zähnen h in Eingriff stehen. Letzteres erfolgt so, dass innerhalb der Wir kungszone ein Stab e auf dem Grund der Lücke zwischen zwei Zähnen steht, während alle andern in der Wirkungszone stehenden Stäbe fortschreitend immer etwas höher an den zugehörigen Zähnen h angreifen.
Die Drehung der Scheibe b bewirkt so mit ein abwechselndes Einwärtsdrücken und Auswärtsschieben der Stäbe c. Durch das Einwärtsdrücken eines Stabes wird dabei jedesmal die Seheibe c um ein kleines Stück gedreht. Da die Bewegung der Stäbe c kon tinuierlich ist und stets mehrere Stäbe gleichzeitig an den Zähnen h angreifen, er gibt sich ein gleichmässiger stossfreier An trieb. Da ferner jeder Stab e nur einen kleinen Teil der Drehung der Scheibe c zu bewirken und ausserdem nur einen Teil der Energie auf die anzutreibende Welle zu übertragen hat, so unterliegen die Stäbe, so wie die Zähne h auch nur einer geringen Abnützung.
Je nach dem Verhältnis der Stabzahl zu der Zähnezahl ist die Umdrehungsgeschwin digkeit der Scheibe c und der mit ihr ver bundenen Welle B eine verschiedene. Sind beispielsweise 38 Stäbe e vorhanden, die auf 35 Zähne der Scheibe c einwirken, dann wird die letztere im Laufe einer Umdrehung der Scheibe b um 38-35 gleich 3 Zähne verschoben. Die Geschwindigkeit des Zahnrades c nimmt um so mehr ab. d. h. das Überset- zungsverhältnis von grosser auf niedrige Ge schwindigkeit wird um so grösser, je mehr sich die Zahl der Stäbe c der Zahl der Zähne der Scheibe c nähert.
In Fig. 2 ist beispielsweise die Anord nung gezeigt, bei der die Scheibe b nach links umläuft, während die Scheibe c durch die Stäbe e im Sinne des Pfeiles nach rechts gedreht wird. Durch Umsetzung der Stäbe mit entsprechender Ausbildung der zuge hörigen Teile kann erreicht werden, dass die Stäbe auf die andere Seite der Zähne drückend einwirken, so dass die Scheibe c im gleichen Sinne wie die Scheibe b um läuft.
Die Fig. 3 bis 7 zeigen eine zweite Aus führungsform des Erfindungsgegenstandes, die insbesondere für Kupplung besonders rasch laufender Kraftmaschinen mit sehr niedrigtourigen Arbeitsmaschinen geeignet ist. Hier sind die die Drehung der Scheibe c bewirkenden Schaltkörper durch Walzen e gebildet.
A ist wieder die Welle der Kraftmaschine, B die anzutreibende Welle. Auf der Welle A sitzt die mit langer Nabe versehene Scheibe b. Diese ist etwas exzentrisch innerhalb eines vorspringenden Kranzes f der andern Scheibe c gelagert. Diese sitzt wieder fest auf der Welle B. Auf der Scheibe b läuft ein Kugelring d. der aus mehreren Reihen von in gegenseitigem Abstand gehal tenen Kugeln und dem als Rahmen dienen den Ringkranz besteht. In der Fig. 3 sind beispielsweise vier derartige Reihen von Kugeln angenommen. Auf den Kugeln läuft ein Ring d1, der nachfolgend mit Druckring bezeichnet ist. Der Aussenumfang dieses Druckringes steht in Berührung mit den Oberflächen der als Schaltkörper dienenden Gleitwalzen e. Die Drehachsen dieser Gleit- walzen sind parallel zu der Antriebswelle gerichtet.
Ferner sind die Walzen e radial zur Antriebswelle in Führungsschlitzen die auch die Innehaltung des Abstandes sichern, etwas verschieblich gelagert. Der Kranz f der Scheibe c ist auf seiner Innen seite mit zahnförmigen, flach kurvenförmig profilierten Vorsprüngen h versehen. Die Zahl dieser Vorsprünge h ist etwas grösser als die Zahl der Gleitwalzen e. Die erstere beträgt beispielsweise 15 (Fig. 4), die Zahl der Walzen dagegen nur 14. Während da her eine oder einige der Walzen e ganz oder nahezu auf dem höchsten Punkt der Vor sprünge h aufliegen, berühren die andern Walzen mehr oder weniger die Vertiefun gen zwischen den Vorsprüngen h.
Die Wirkungsweise ist folgende: Dreht sich die Welle A der Kraftmaschine und damit die mit ihr verbundene Scheibe b. beispielsweise in Richtung des Pfeiles (Fig. 4), dann wird der Kugelring d in der Laufrichtung der Scheibe b, wie der Pfeil andeutet, mitgenommen. Die Kugeln des Kugelringes d drehen sich hingegen in ent gegengesetzter Richtung. Dies bewirkt, dass der Druckring d1 erheblich langsamer in entgegengesetzter Richtung wie der Kugel ring d umläuft. Die Aussenfläche des Druck ringes d1 berührt die Oberflächen der Gleit- walzen c und setzt sie gleichfalls in Um drehung.
Da jedoch die Scheibe b und da mit der Kugelring d und der Druckring d1 exzentrisch auf der Welle A sitzen, wäh rend die Gleitrollen in der Ruhelage mit ihren Drehachsen konzentrisch zur Welle A angeordnet sind, so werden im Laufe einer Umdrehung der Scheibe b sämtliche Gleitwalzen c in der Wirkungszone einmal nach aussen gedrückt. Der dabei auf die je weils dem am meisten von der Welle entfern ten Peripherieteil des Druckringes d1 gegen überstehenden Gleitwalzen ausgeübte Druck wird auf die gezahnte Innenseite des Kranzes f der Scheibe c übertragen.
Da die Gleit- walzen nur achsial in bezug auf die Welle A, jedoch nicht peripherisch dazu verschieb- lich sind, wird der Druck an den schrägen Seiten der Vorsprünge h in eine riadial und eine tangential gerichtete Komponente zer legt. Letztere bewirkt, dass sich die Scheibe c mit ihrem Kranz f in Umdrehung versetzt. und zwar in entgegengesetzter Richtung wie der Druckring. Die vertikale Druck komponente wird je nach den Reibungs- verlusten in den Lagern der Walzen e grö sser oder kleiner sein, so dass man es durch sorg@ällige reibungsfreie Lagerung in der Hand hat, die kinetische Energie mit mög lichst geringen Verlusten auf die Welle B und die anzutreibende Maschine zu über tragen.
Die Fig. 5 zeigt einen Teilschnitt des oberen Gehäuses mit den Führungsschlit zen @ für die Gleitwalzen e. Fig. 6 zeigt eine beispielsweise Kurvenform eines der zahnförmigen Vorsprünge h des Kranzes f.
Fig. 7 gibt die Ansicht einer Variante des Druckringes d1. Letzterer besteht in die sem Falle aus zwei konzentrischen Krän zen. die miteinander durch kräftige Federn. zweckmässig radial angeordnete Spiral federn, verbunden sind. Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, einen vollkom men leichten, stossfreien und möglichst ge räuschlosen Gang selbst bei den höchsten überhaupt in Frage kommenden Umlauf zahlen der Antriebsmaschine zu erzielen.
Die durch Fig. 3 bis 7 dargestellte Aus führungsform lässt sich weiter noch so aus bau@n, dass das Schaltgetriebe ausschaltbar wird.
Um dies zu erreichen, können die wal zenförmigen Schaltkörper an einem ring- oder scheibenförmigen drehbaren Träger gelagert und dieser mit einer ein- und aus schaltbaren Hemmvorrichtung versehen sein welche zur Einschaltung des Wechsel getriebes den drehbaren Träger der Schalt körper gegen Drehung festhalten und zum Ausschalten des Schaltgetriebes freigeben lässt. Diese Hemmvorrichtung kann zum Beispiel aus den genannten drehbaren Trä ger scherenförmig umgreifenden Klemm backen oder auch einem anziehbaren Brems band bestehen.
Durch die damit erzielte Ausschaltbarkeit wird das Verwendungsgebiet solcher Schalt getriebe wesentlich erweitert, indem das ausschaltbare Schaltgetriebe zum Beispiel auch auf Fahrzeugen anwendbar ist. Um mit verschiedenen Geschwindigkei ten arbeiten zu können, kann man auf der antreibenden, rasch rotierenden Motorwelle mehrere Schaltgetriebe mit unterschied licher Geschwindigkeitsverringerung hinter einander anordnen und von diesen das je weils benötigte einschalten.
Durch die Fig. 8 bis 10 ist ein derartiges Doppelschaltgetriebe dargestellt. wobei das selbe überdies noch statt mit nur einem mit zwei Schaltkörperlaufkränzen versehen ist. von denen jeder Kranz einem auf der an treibenden Welle A befestigten Exzenter untersteht. Dabei ist Fig. 8 ein Vertikal schnitt. Fig. 9 eine Innenansicht bei abge nommenem Schaltkörperträger a und Fig. 10 eine Stirnansicht von der schnellrotierenden Antriebswelle A aus.
Bei dieser Ausführungsform sind auf der mit dem schnellaufenden Motor verbun denen Antriebswelle A zwei um 180 ver setzt zueinander angeordnete Exzenter b vorgesehen. Beide Exzenter laufen je in einem Walzenring, der sich aus den Wal zen d und den beiden ringförmigen Seiten wangen i zusammensetzt, in welchen die Walzen d mittelst der Bolzen oder Zapfen k drehbar gelagert sind. Um die beiden Walzenringe ist je ein Druckring d1 gelegt, der an seinem inneren Umfange eine Ring nut besitzt, in welcher die Walzen d gegen seitliche Verschiebung gesichert laufen. Die Druckringe d1 drehen sich wieder mit ver minderter Geschwindigkeit entgegengesetzt der Drehungsrichtung der Antriebswelle A und übertragen ihre Bewegung auf die rol len- oder walzenförmigen Schaltkörper e.
Diese sind um jeden Druckring d1 in Schlitzen eines Führungsringes g gelagert und laufen an dem gezahnten inneren Um fang des von der Welle A her langsam an zutreibenden Kranzes f. Die zahnförmigen Vorsprünge h dieses Kranzes f sind für die vorhandenen Schaltkörperkränze, deren An zahl mit derjenigen der vorhandenen Ex zenter b übereinstimmt gemeinsam: es könnte aber auch der Kranz f für jeden Schaltkörperkranz eine gesonderte Innen- zahnung besitzen. Die Führungsringe g der beiden Schaltkörperkränze sind zwangsläu fig miteinander verbunden, so dass sie sich nicht gegeneinander verdrehen können. Sie sind ferner mit ihren Schlitzen für die Schaltkörper e versetzt zueinander ange ordnet.
Diese Versetzung beträgt bei dem dargestellten Beispiel, wo die beiden Exzen ter b um 180 zueinander versetzt sind, die halbe Länge der gegenseitigen Entfernung der zahnförmigen Vorsprünge h, so dass, wenn ein Schaltkörper des einen Schalt körperkranzes voll in einer Zahnmulde liegt, auch der diametral gegenüberliegende, unter dem andern Exzenter b in die entgegenge setzte äusserste Stellung gedrängte Schalt körper voll in eine Zahnmulde des Kranzes f zu liegen kommt.
Gegebenenfalls kann die gegenseitige Versetzung der Exzenter b auch so gewählt werden, dass die Führungsringe g mit ihren Schlitzen für die Schaltkörper so versetzt zueinander angeordnet werden können, dass, wenn ein Schaltkörper des einen Schaltkörperkranzes voll in einer Zahnmulde liegt, der sonst diametral gegen überliegende Schaltkörper des andern Schaltkörperkranzes diese Stellung noch nicht erreicht oder schon derart überschrit ten hat dass er zum Beispiel einer Zahn schneide gegenübersteht.
Die Schaltkörper e drehen sich von den Druckringen d1, veranlasst in der Drehungs richtung der antreibenden Welle A, und nehmen wieder in der gleichen Drehungs richtung den Kranz f mit stark verlang samter Drehgeschwindigkeit mit.
Der Kranz f sitzt an einer Scheibe c und überträgt mittelst dieser die Bewegung wie der auf die langsam anzutreibende Welle B. Diese ist zusammen mit der Nabe der Scheibe c in einem Kugellager v gelagert. Die zwangsläufig miteinander verbun denen Führungsringe g sind gegen die an treibende Welle A zu mit einer mittelst eines Kugellagers n lose auf der Welle A gelager ten Tragscheibe oder Tragring a und gegen die anzutreibende Welle B zu mit einer Deckscheibe m verbunden, derart, dass sie auch mit der Welle B in keiner festen Ver bindung stehen und sich sonach auch in entgegengesetzter Richtung zu der Welle A drehen können.
Um den Tragring oder die Tragscheibe a ist weiters ein Hemmkörper in Form einer Klemmzange o gelegt, der den Tragring oder die Tragscheibe a und damit die Führungsringe g der Schaltkörper e gegen Drehung gesichert festhalten lässt. Geschieht dies, so findet in bekannter Weise eine stark verlangsamte Bewegungsübertra gung der Welle A auf den Kranz f und da mit auf die anzutreibende Welle B statt.
Wird dagegen die Tragscheibe oder der Tragring a von dem Hemmkörper o freige geben, so findet keine Bewegungsübertra gung statt, indem alsdann unter dem auf der anzutreibenden Welle B lastenden Be wegungswiderstand die von den Exzentern b aus betätigten Schaltkörper e bei jeder Umdrehung der Welle A ein Zurückweichen der Führungsringe g und damit des Trag ringes oder der Tragscheibe a um das gleiche Mass bewirken, um das bei festge haltenem Tragring oder festgehaltener Tragscheibe der Kranz f fortgeschaltet wird. Zur Betätigung der Klemmzange o ist deren einer Schenkel bei p fest angeordnet und deren anderer Schenkel mit einer bei y angelenkten Ein- und Ausrückstange r verbunden (Fig. 10).
Diese ist mit einem Federdruckgesperre u zusammengebaut, welches einerseits die Ein- und Ausrück stange r in der ihr gegebenen Stellung selbsttätig festhält und anderseits durch den erzeugten elastischen Anpressungsdruck der Zangenbacken einer Überlastung des Ge triebes vorbeugt. Die Ein- und Ausrück stange r wird durch eine Blattfeder t, die sich gegen eine Fläche s stützt, in Eingriff mit dem Gesperre u gehalten.
Um die hohe tourenvermindernde Wir kung des beschriebenen Schaltgetriebes noch weiterhin zu erhöhen, können die in den Schaltkörperkränzen laufenden und diese zur Wirkung bringenden Exzenter je durch einen in gleicher Weise auf seinem inneren Umfang mit zahnförmigen Vor sprüngen versehenen Exzenterring gebildet sein, der von einem in ihm laufenden Ex zenter unter Vermittlung eines inneren Schaltkörperkranzes weiterbewegt wird, dessen Schaltkörperzahl hierzu wieder ver schieden von der Anzahl der zahnförmigen Vorsprünge ist, auf die sie verschiebend ein wirken.
Auf diese Weise sind alsdann zwei ineinandergelagerte Schaltwerke vorhanden, von denen das innere die abzunehmende hohe Geschwindigkeit bereits stark verlang samt auf das äussere Schaltwerk überträgt, das seinerseits die erhaltene verminderte Geschwindigkeit weiterhin stark verlang samt auf die anzutreibende Welle über trägt.
Ein solches doppelt wirkendes Schaltge triebe ist beispielsweise durch Fig. 11 in Vertikallängsschnitt und durch Fig. 12 in einer Innenansicht bei abgenommenen Schaltkörperträgern a und a1 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform sind auf der mit dem schnellaufenden Motor verbun denen Antriebswelle A wieder zwei um 180 versetzt zueinander angeordnete Exzenter b angeordnet, die je in einem Walzenring laufen, dessen Walzen d mittelst Bolzen oder Zapfen k in ringförmigen Seitenwan gen i drehbar gelagert sind. Um jeden der beiden Walzenringe ist, wie bei der vorbe schriebenen Ausführungsform, ein Druck ring d1 gelegt, der sich mit verminderter Geschwindigkeit entgegengesetzt der Dreh richtung der Exzenter b bewegt und seine Bewegung in bekannter Weise auf rollen- oder walzenförmige Schaltkörper e über trägt.
Diese sind um jeden Druckring d1 in den Schlitzen eines Führungsringes g ge lagert und laufen in sonst bekannter Weise an der für beide Schaltkörperkränze ge meinsamen Innenzahnung h des Kranzes f, der auf diese Weise von der Welle A her langsam angetrieben wird und deren Bewe gung verlangsamt auf die anzutreibende Welle B weiterleitet. Hierzu ist der Kranz f mit der anzutreibenden Welle B durch eine mit Anschlussnabe versehene Scheibe c ver bunden. Diese läuft wieder in einem Kugel lager v. Die Exzenter b sind hier je durch einen Ring gebildet, der auf seinem inneren Umfange gleich dem Kranz f mit zahn- förmigen Vorsprüngen h1 versehen ist und gleich diesem durch walzenförmige Schalt körper e1 fortbewegt wird.
Diese laufen gleich den Schaltkörpern e in Form zweier Schaltkörperkränze auf je einem Druckring d3. Diese Druckringe d3 werden gleich den Druckringen d1 unter Vermittlung von Wal zen d2 von zwei auf der Antriebswelle A sitzenden und um 180 zueinander versetzt angeordneten Exzentern b1 verlangsamt in Umdrehung versetzt. Ferner sind die Schalt körper e1 der beiden inneren Schaltkörper kränze gleich den Schaltkörpern e in Schlit zen je eines Führungsringes g1 gelagert. Diese beiden Führungsringe g1 sind gleich den beiden Führungsringen g der beiden äusseren Schaltkörperkränze zwangsläufig miteinander verbunden und gegen die an treibende, schnellaufende Welle A zu an je einer Tragscheibe oder einem Tragring a bezw. a1 befestigt.
Von diesen läuft der äussere Tragring a mittelst eines Kugellagers n auf dem inneren Tragring a1 und dieser gleichfalls unter Zwischenschaltung eines Kugellagers n1 auf der Welle A. Um jeden der beiden Tragringe a und a1 ist ein Hemm körper in Form einer Klemmzange o bezw. o1 gelegt, der den Tragring oder die Trag scheibe a bezw. a1 und damit die Führungs ringe g1 der Schaltkörper e1 gegen Drehung gesichert festhalten lässt.
Geschieht dies zu nächst nur bei der inneren Tragscheibe a1, so findet nur eine stark verlangsamte Über tragung der Bewegung der Welle A auf die beiden Exzenterringe b statt, indem diese von den in anderer Anzahl als die Innen- zahnungen h1 vorhandenen, von den Druck ringen d3 in Umdrehung versetzten und von den Exzentern b1 beherrschten Schaltkör pern e1 langsam weiter geschoben und da mit verlangsamt in Umdrehung versetzt werden.
Der äussere, mit der anzutreibenden Welle B verbundene Ring f bleibt, solange nicht auch der Hemmkörper o1 in Wirkung gesetzt wird, vorerst noch in Ruhe, da unter dem auf der anzutreibenden Welle B lasten den Bewegungswiderstand die von den Ex zenterringen b aus betätigten Schaltkörper e bei jeder Umdrehung der Welle A ein Zu rückweichen der Führungsringe g und da mit des Tragringes oder der Tragscheibe a bewirken.
Wird dagegen durch den Hemm körper o auch noch der Tragring oder die Tragscheibe a gegen Drehung gesichert fest gehalten, so wird die in bezug auf die Ge schwindigkeit der Welle A verlangsamte Bewegung der Exzenterringe b in gleicher Weise wie die Bewegung der Exzenter b1 auf die Exzenter b weiterhin verlangsamt auf den gezahnten Kranz f und damit die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle A in hohem Masse verlangsamt auf die anzu treibende Welle B übertragen.
Auf diese Weise lässt sich durch ein auf einanderfolgendes Einschalten der Hemm körper o und o1 ein langsames, schonendes Einschalten des Schaltgetriebes und damit der angeschlossenen, anzutreibenden Welle B erzielen.
Ist nur der Hemmkörper o1 eingeschaltet, so dass der Tragring a rotiert, während der Kranz f stillstehen bleibt, so kann diese Be wegung des Tragringes a, deren Richtung entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des Kranzes f ist, dadurch zu Triebzwecken ausgenützt werden, dass der Tragring a mit einem Zahnräderkranz z versehen wird.
Werden beide Hemmkörper o und o1 ausser Wirkung gesetzt, so bleiben bei ent sprechenden Reibungsverhältnissen auch die Exzenterringe b stehen, so dass die Trag ringe a1 in entgegengesetzter Richtung ro tieren. Das gleiche ist der Fall, wenn nur der Hemmkörper o1 gelöst wird.