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Dreipositionssteuerung, insbesondere für stoß-und schlupffrei schaltende
Vorrichtungen Die Erfindung betrifft eine Dreipositionssteuerung, insbesondere für
stoß- und schlupffrei schaltende Vorrichtungen, mit einem in axialer Richtung bewegbaren
Steuerschieber, dessen Axialbewegung über in seiner Bewegungsrichtung fest mit ihm
verbundene Stellglieder abgreifbar ist, die wahlweise in umlaufende und in Achsrichtung
gestufte Kurvennuten formschlüssig in Eingriff oder mit diesen außer Eingriff gebracht
werden können.
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Bei einer bekannten Anordnung von Reibrädern an Zahnräderwechselgetrieben
für Kraftfahrzeuge wird ein stoßfreies Einrücken eines Schaltstückes durch die Ausbildung
und Anordnung von Kurven bewirkt.
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Bei einem bekannten Getriebe zur Erzielung einer hin- und hergehenden
Bewegung wird eine axiale Verschiebung einer Welle durch die Ausbildung und Anordnung
einer Nut bewirkt.
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Bei einer bekannten Fernsteuerung für umschaltbare Dieselmotoren werden
nacheinander angeordnete Wellen über Nockenscheiben (Kurvenscheiben) geschaltet.
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Bei einem weiteren bekannten Getriebe zur Umsetzung geradlinig hin-
und hergehender Bewegungen in Drehbewegungen paralleler Wellen sind auf den Wellen
Kurvenkörper befestigt, in deren Nut ein Rollenpaar derart eingreift, daß die eine
Rolle mit der einen Nutenwand und die andere Rolle mit der anderen Nutenwand dauernd
im Eingriff steht.
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Bei einer bekannten Schaltung zum Betrieb von Rollenmotoren zu beiden
Seiten von Metallwalzgerüsten wird eine elektromagnetische Steuerung von Nockenschaltungen
verwendet.
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Bei einer bekannten Steuerung für eine Kurvenkörper-Bearbeitungsmaschine
wird ein Kurvenaddiergetriebe verwendet.
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Aus einer bekannten Nockenscheiben-Gruppen-Impulssteuervorrichtung
mit mechanischer Gruppenverriegelung ist eine baulich vorteilhafte Anordnung von
Nockenscheibengruppen ersichtlich.
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Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Dreipositionssteuerung geschaffen
werden, bei welcher das Programm keinerlei Beschränkung unterworfen ist, d. h.,
es soll möglich sein, aus der ersten Position die zweite Position anzusteuern und
von der zweiten Position, ohne erst die dritte Position zu erreichen, wieder in
die erste Position zurückzukehren. Weiter soll durch die Erfindung das Ansteuern
aller drei Positionen durch einen einzigen Magneten ermöglicht werden, damit durch
die Ersparnis von Verstärkern eine Vereinfachung der Elektronik erreicht werden
kann. Ferner soll die Servo-Steuerung in Gestalt der Kurvennuten möglichst einfach
ausgebildet und insbesondere lange Schaltwege vermieden werden. Schließlich soll
mit der Erfindung auch erreicht werden, daß Bremskräfte innerhalb der Steuerung
statisch abgefangen werden, d. h., daß kein Stoß bei der Abbremsung der Bewegung
des Steuerschiebers erfolgt.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe weisen zwei gegenläufig angetriebene
koaxiale Nockenscheiben auf ihrem Umfang Verstellnocken auf, welchen die auf einer
zu den Nockenscheiben achsparallelen, in Umfangsrichtung in zwei Grenzstellungen
verschwenkbaren Steuerwelle angeordneten Stellglieder zugeordnet sind, die an drehfest
mit ihnen verbundenen Hebeln in die Bahn der Verstellnocken verschwenkbare Gleitsteine
aufweisen und über eine je nach dem Zustand der zu steuernden Elemente zu-oder abschaltbare,
in axialer und Umfangsrichtung wirksame Vorrichtung mit dem Steuerschieber verbunden
werden können, wobei schließlich die Verstellnocken der ersten Nockenscheibe jeweils
eine entgegengesetzte axiale Bewegung auf die Gleitsteine der zugeordneten Stellglieder
zu übertragen vermögen wie die Stellnocken der zweiten Nockenscheibe. Dabei stehen
die Stellglieder über die in axialer und Umfangsrichtung wirksame Vorrichtung mit
jeweils einem auf einer achsparallelen Phasenwelle drehfest, jedoch axial verschiebbar
angeordneten Zwischenglied im Eingriff und sind in Abhängigkeit von der Winkelstellung
der Phasenwelle mit dem Steuerschieber in axialer Richtung schaltbar. Jeder Nocken
trägt axial versetzt zwei gegeneinander phasenverschobene Gruppen von Verstellnocken,
und jeder dieser Gruppen ist jeweils ein Stellglied zugeordnet, wobei jeweils zwei
den verschiedenen Nockenscheiben zugeordnete Stellglieder während ihrer Bewegung
in axialer Richtung zwischen zwei Grenzstellungen miteinander gekoppelt sind und
von diesen Stellgliedern je nach deren Grenzstellung jeweils eines über nach entgegengesetzten
Seiten
geöffnete, axial verlaufende und gegeneinander jeweils um der. Steuerwellenanschlaa
versetzte Schlitze drehfest mit radial an der Steuerwelle befestigten Stiften verbunden
ist. Am Auslaufende der Verstellnoclzen sind radial sich erhebende Auflaufnocken
für die Gleitsteine angeordnet, deren Zentrumsabstand den der Verstellnocken übertrifft.
Die Verstellnocken weisen eine vertiefte, S-förmig gekrümmte Kurvennut auf. Die
Phasenwelle ist mit einem Tastarm drehest verbunden, der unter der Wirkung einer
Federkraft an einer umlaufenden, die Bewegung der Phasenwelle steuernden Nockenscheibe
anliegt. Zumindest eine Flanke der Nut eines jeden Verstellnockens ist nach außen
durch eine den Gleitstein teilweise überdeckende Führungsschulter abgeschlossen.
Schließlich ist jedem Verstellglied ein mit zwei axial um den Verstellweg der Stellglieder
versetzten Anschlagflächen versehener, drehfest mit den parallel zur Steuerwelle
angeordneten Steuerschieber verbundener, sich radial erstreckender Anschlag zugeordnet,
wobei jeweils zwei in axialer Richtung starr miteinander gekuppelten Stellgliedern
ein Anschlagpaar gleicher Winkelstellung zugeordnet ist und wobei ferner der Steuerschieber
in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des zu steuernden Elementes zwischen diesen
Grenzstellungen verschwenkbar ist, derart, daß sich abwechselnd das eine oder andere
Anschlagpaar in der Bahn der Stellglieder befindet.
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In der nun folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele der Erfindung ist diese näher erläutert. Es zeigt F i g. 1
als Anwendungsbeispiel der Erfindung eine Vorrichtung zum stoß- und schlupffreien
Schalten einer angetriebenen Welle an eine gegebene Antriebsdrehbewegung, F i g.
2 a einen Querschnitt nach der Linie 11-1I in F i g.1, Fig.2b einen Detaillängsschnitt
entsprechend der Linie III in F i g. 2 a, F i g. 2 c eine Draufsicht auf das in
den F i g. 2 a und 2b gezeigte Detail, F i g. 3 a einen schematischen Aufriß der
erfindungsgemäßen Dreipositionssteuerung, F i g. 3 b eine schematische Draufsicht
auf die Nockenscheiben und die Steuerwelle gemäß F i g. 3 a, wobei die Nockenscheiben
in Abwicklung gezeigt sind, F i g. 4 einen Querschnitt entsprechend der Linie IV-IV
in F i g. 3 a, F i g. S schematisch die Betätigung der Phasenwelle durch eine Phasenscheibe,
F i g. 6 a in perspektivischer Darstellung ein ausgeschaltetes Stellglied, F i g.
6 b ein eingeschaltetes Stellglied vor dem Eingriff in den Verstellnocken, F i g.
6 c ein Stellglied nach dem Durchlaufen eines Verstellnockens, F i g. 6 d ein Verstellglied
beim Auflaufen auf einen Auflaufnocken, F i g. 7 in perspektivischer Darstellung
eine weitere Ausführungsform der Erfindung, F i g. 8 einen Querschnitt hierzu, F
i g. 9 einen schematischen Aufriß zu F i g. 7, F i g. 10 eine schematische Darstellung
des Antriebes der Phasenwelle, F i g. 11a im Aufriß ein Detail der Führung des Gleitsteines
in dem Verstellnocken und F i g. 11 b eine Draufsicht dazu. Eine angetriebene Welle
1 soll stoß- und schlupffrei vom Stillstand bis zu einer bestimmten Maximalgeschwindigkeit
beschleunigt bzw. verzögert werden. Um diese Aufgabe zu lösen, kann die angetriebene
Welle 1 formschlüssig wahlweise mit den Stirnrädern 2, 3 oder 4 oder aber mit den
ortsfesten Kupplungsklauen 5 verbunden werden. Die Stirnräder 2 und 3 laufen mit
einer periodisch zwischen dem Stillstard-und dem Geschwindigkeitsmaximum sich verändernden,
jedoch gegeneinander phasenverschob°nen Geschwindigkeit um, während das Stirnrad
4 gleichförmig mit der Maximalgeschwindigkeit umläuft. Zum Verbinden mit der angetriebenen
Welle weisen das Stirnrad 2 und das Stirnrad 3 zu beiden Seiten fest mit ihnen verbundene
Klauen 6 und 7 bzw. 8 und 9 auf, während das Stirnrad 4 nur an einer Stirnseite
Klauen 10 besitzt. Im Inneren der hohlen Welle 1 ist axial beweglich eine Schaltstange
Il gelagert, welche in axialem Abstand voneinander Kupplungselemente 12, 13, 14
und 15 trägt, die durch Schlitze 16, 17, 18 und 19 in der Welle 1 aus dieser herausragen
und je nach der axialen Stellung der Schaltstange 11 mit den Klauen 5 bis 10 in
Eingriff gebracht werden können. Da die Kupplungselemente 12 bis 15 in die Schlitze
16 bis 19 eingepaßt sind, überträgt sich eine Drehbewegung der Kupplungselemente
auf die angetriebene Welle 1.
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Befindet sich die Schaltstange 11 in der in F i g. 1 dargestellten
Stellung, so steht das Kupplungselement 15 im Eingriff mit den ortsfesten Kupplungsklauen
5, so daß sich die angetriebene Welle 1 im Stillstand befindet. Wird die Schaltstange
11. nach links in eine Mittelstellung bewegt, so kommt das Kupplungselement
15 außer Eingriff mit den Klauen 5, während gleichzeitig die Kupplungselemente 13
und 14 mit den Klauen 8 und 9 bzw. die Kupplungselemente 12 und 13 mit den Klauen
6 und 7 in Eingriff gelangen. Je nachdem wird die angetriebene Welle 1 mit dem Stirnrad
3 oder dem Stirnrad 2 drehfest verbunden. Dabei muß dafür gesorgt werden, daß sich
die periodische Drehbewegung des zugeschalteten Stirnrades gerade im Stillstand
befindet. Sobald die angetriebene Welle bis zum Geschwindigkeitsmaximum beschleunig
worden ist, kann durch eine weitere Verschiebung der Schaltstange 11 nach links
die Verbindung der Welle 1 mit einem der Stirnräder 2 oder 3 gelöst werden und das
Kupplungselement 15 mit den Klauen 10 in Eingriff gebracht werden, so daß die Welle
nun bis zu einer erneuten Schaltbewegung der Schaltstange 11 mit gleichförmiger
Maximalgeschwindigkeit angetrieben wird. Soll der Antrieb der Welle 1 beendet werden,
läuft der Vorgang in entgegengesetzter Reihenfolge ab.
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Das beschriebene Beispiel betrifft eine Dreipositionssteuerung, durch
welche der Schaltstange 11 nach einem beliebigen Programm eine Bewegung in die verschiedenen
Schaltstellungen mitgeteilt werden kann.
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Hierzu ist die Schaltstange 11 durch eine Kupplung 20 drehbeweglich,
jedoch axial fest mit einem Steuerschieber 21 verbunden, welcher entsprechend den
drei Schaltpositionen der Schaltstange 11 Rastkerben 22a, 22b und 22c aufweist,
in welche je nach der erreichten Schaltposition eine Rastfeder 23 eingreift. An
seiner Unterseite ist der Steuerschieber 21.
mit paarweise nebeneinander angeordneten
Kupplungskerben 24a und 24b bzw. 25a und 25b versehen. In eine
der Kupplungskerben eines jeden
Paares, und zwar in die jeweils
rechtsliegenden oder in die jeweils linksliegende greifen Kupplungszapfen 26 bzw.
27 ein, welche drehfest mit Zwischengliedern 28 und 29 verbunden sind, die drehfest,
jedoch axial verschieblich auf einer Phasenwelle 3® angeordnet sind. Das Zwischenglied
28 ist mit einem weiteren Zwischenglied 31 gekuppelt, welches ebenfalls auf der
Phasenwelle 30 sitzt. Das Zwischenglied 29 und das Zwischenglied 31 sind jeweils
mit zwei Rastkerben 32a und 32b bzw. 33a und 33b versehen, welche
im Zusammenwirken mit Rastfedern 34 bzw. 35 zwei axiale Stellungen der Zwischenglieder
28, 29 und 31 bestimmen. Der Abstand zwischen jeweils zwei Kupplungskerben 24 a
und 2 4 b bzw. 25 a und 25 b entspricht dem Abstand
zwischen den beiden Grenzstellungen der Zwischenglieder 28, 29 und 31.
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An ihrer Unterseite besitzen die Zwischenglieder 28, 29 und 31 bogenförmige
Schaltnuten 36, 37, 38 und 39, in welche ständig jeweils Schaltsegmente 40, 41,
42 bzw. 43 eingreifen, die drehfest mit Stellgliedern 44, 45, 46 bzw. 47 verbunden
sind, die mit einer gevrissen, nachstehend erläuterten Einschränkung lose drehbar
und axial verschieblich auf einer Steuerwelle 62 gelagert sind. Jedes Stellglied
besitzt einen sich radial erstreckenden Arm 48, 49, 50 bzw. 51, wobei sich die Arme
48 und 49 der Stellglieder 44 und 45 in entgegengesetzter Richtung erstrecken wie
die Arme 50 und 51 der Stellglieder 46 und 47, und zwar erstrecken sich diese Arme
jeweils in Umfangsrichtung der den Stellgliedern zugeordneten Nockenscheiben 52
und 53 jeweils entgegen deren Drehsinn. An ihrem freien Ende tragen die Arme 48
bis 51 Gleitsteine 54, 55, 56 und 57, welche zum Eingriff in Verstellnocken
58 a und 58 b auf der Nockenscheibe 52 bzw. in Verstellnocken 59
a und 59 b auf der Nokkenscheibe 53 bestimmt sind. Die Arme 48 bis
51 besitzen sich axial erstreckende Haltestifte 60, 61, 62 bzw. 63, welche jeweils
in der in F i g. 6 d dargestellten Weise dazu dienen, im Zusammenwirken mit ortsfesten
Rastfedern 64, 65, 66 bzw. 67 die Stellglieder in ihrer Ruhelage zu halten, in welcher
die Gleitsteine 54 bis 57 aus der Bahn der Verstellnokken 58 a, 58
b bzw. 59 a, 59 b geschwenkt sind.
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Sämtliche Stellglieder 44 bis 47 weisen in axialer Richtung verlaufende,
sich nach einer Stirnseite der Stellglieder öffnende Schlitze 68. 69, 70 und 71
auf, welche miteinander fluchten, wenn sich sämtliche Stellglieder in ihrer Ruhestellung
befinden. Die Schlitze 68 und 69 der der Nockenscheibe 52 zugeordneten Stellglieder
44 und 45 öffnen sich dabei in entgegengesetzter Richtung wie die Schlitze 70 und
71 der der Nockenscheibe 53 zugeordneten Stellglieder 46 und 47; und zwar öffnen
sich die Schlitze jeweils entgegen der von den Verstellnocken 58 a bzw.
58 b oder 59 a bzw. 59 b auf die jeweils zugeordneten Stellglieder
übertragenen Verschiebebewegung.
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Am Ende der Steuerwelle 72 ist drehfest mit ihr ein Hebel
73 verbunden, welcher unter der Wirkung einer nicht dargestellten Feder an
einem Stellarm 74 eines Stehmagneten 75 anliegt. Je nach dem Erregungszustand des
Stellmagneten 75 kann die Steuerwelle 72 um einen bestimmten Winkelbetrag in zwei
Grenzstellungen bewegt werden.
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Auf der Steuerwelle 72 befinden sich radial erstreckende Mitnehmerstifte
76, 77, 78 und 79, von denen die Stifte 76 und 77 sowie die Stifte 78 und 79 jeweils
in axialer Richtung miteinander fluchten, während die erste aus den Stiften 76 und
77 gebildete Gruppe gegenüber der zweiten aus den Stiften 78 und 79 gebildeten Gruppe
um einen Winkel versetzt ist, welcher dem Winkel zwischen den beiden Grenzstellungen
der Steuerwelle 72 entspricht. Da die Stellglieder 44 und 47 über die Zwischenglieder
28 und 31 in axialer Richtung starr miteinander verbunden sind, und da weiter die
Stellglieder 45 und 46 in axialer Richtung starr über das Zwischenglied 29 verbunden
sind, führen die Stellglieder 44 und 47 bzw. die Stellglieder 45 und 46 axiale Bewegungen
stets gemeinsam aus. Die den Stellgliedern 44 und 47 zugeordneten Stifte 76 und
79 bzw. die den Stellgliedern 45 und 46 zugeordneten Stifte 77 und 78 sind nun derart
angeordnet, daß sich je nach der axialen Grenzstellung jeweils immer nur ein Stift
im Eingriff mit einem einer gemeinsam axial verschiebbaren Stellgliedergruppe zugehörigen
Stellglied befindet.
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Die Verstellnocken 58 a und 58 b bzw. 59 a und
59 b sind auf die zylindrische Umfangsfläche der Nockenscheiben 52 bzw. 53
aufgesetzt und weisen jeweils eine S-förmig gekrümmte Nut 80 a und 80
b
bzw. 81 a und 81 b auf, deren Ein- und Auslaufenden in Umfangsrichtung verlaufen,
jedoch um den den Stellgliedern 44, 45, 46 und 47 mitzuteilenden Verschiebeweg gegeneinander
versetzt sind. An das Auslaufende der Verstellnocken schließt sich jeweils ein Auflaufnocken
82a und 82 b bzw. 83 a und 83 b an. Die Höhe des Auflaufnockens überschreitet
geringfügig die Höhe der Verstellnocken.
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Für die Beschreibung der Wirkungsweise wird von der in F i g. 3 a
dargestellten Stellung des Steuerschiebers ausgegangen. Soll der Steuerschieber
nach links verschoben werden, so wird der Stellmagnet 75 erregt und verschwenkt
dadurch die Steuerwelle 73, in F i g. 3 a von rechts gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinn.
Da die Stellglieder 44 und 45 über die Stifte 76 und 77 und die Schlitze 68 und
69 drehfest mit der Steuerwelle 72 verbunden sind, nehmen sie an dieser Winkelbewegung
der Steuerwelle 72 teil. Die Schlitze 70 und 71 der Stellglieder 46 bzw. 47 befinden
sich nicht im Eingriff mit den zugehörigen Stiften 78 bzw. 79, so daß diese Stellglieder
von den Rastfedern 66 und 67 in ihrer ausgehobenen Stellung festgehalten werden
und nicht an der Winkelbewegung der Steuerwelle 72 teilnehmen. Durch die Erregung
des Magneten 75 wird also erreicht, daß sich die beiden Gleitsteine 54 und 55 in
die Bahn der zugehörigen Verstellnocken 58 a und 58 b bewegen und
daß zugleich die Stifte 78 und 79 vor die Schlitze 70 und 71 der Stellglieder 46
und 47 geschwenkt werden. Entsprechend der Relativlage zwischen Steuerwelle 72 und
Nockenscheibe 52 wird der Verstellnocken 58 a als erster den zugeordneten
Gleitstein 54 erreichen und dadurch das zugehörige Stellglied 44 nach rechts verschieben.
Da das Stellglied 44 über das Schaltsegment 40 mit dem Zwischenglied 28 in axialer
Richtung starr gekuppelt ist, wird auch dieses Zwischenglied 28 und das zugleich
mit diesem verbundene Zwischenglied 31 nach rechts bewegt. In Abhängigkeit von der
Drehbewegung der Nockenscheiben 52 und 53 läuft eine Phasenscheibe 85 um, welche
über ihren Umfang gleichmäßig verteilte Nocken 86 aufweist. Am Umfang der Nockenscheibe
85 liegt unter der Wirkung einer Feder 87 eine Anlaufrolle 88 an, welche am freien
Ende eines mit der Phasenwelle 30 drehfest verbundenen Schwenkarmes 89 gelagert
ist. Durch die Phasenscheibe 85 wird der Phasenwelle 30 eine derartige periodische
Bewegung mitgeteilt, daß
abwechselnd der Kupplungszapfen 26 oder
der Kupplungszapfen 27 mit dem Steuerschieber 21 in Eingriff gelangt, und zwar derart,
daß der Kupplungszapfen 26 eine Schaltverbindung herstellt, während die Verstellnocken
58 a und 59 b die Steuerwelle 72 passieren, jedoch der Kupplungszapfen
27 in Eingriff gelangt, während die Verstellnocken 58 b und 59 a
die
Steuerwelle passieren.
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Im. vorliegenden Fall befindet sich also der Kupp-
lungszapfen
26 in übereinstimmung mit der Stellung des Steuerschiebers 21 im Eingriff
mit der Kupplungskerbe 24 b. Die Verstellbewegung des Stellgliedes 44 und des Zwischengliedes
28 wird demnach auch auf den Steuerschieber 21 übertragen, der damit in die mittlere
Position geschoben wird, worauf die Rastfeder 23 in die Kerbe 22 b einrastet.
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Nach dem Verlassen des Verstellnockens 58 a läuft der Gleitstein 54
auf den am Auslaufende der Nut 80a befindlichen Auflaufnocken 82a auf und wird dadurch
wieder aus der Bahn des Verstellnockens 58a gehoben und in dieser ausgehobenen Stellung
durch die Rastfeder 64 festgehalten. Diese Aushebebewegung ist möglich geworden,
da bei der Verschiebung des Stellgliedes 44 nach rechts der Stift 76 aus
dem Schlitz 68 herausgeglitten ist und das Verstellglied 44 somit lose verschwenkbar
auf der Steuerwelle 72 sitzt. Bei dieser axialen Verstellbewegung ist aber zugleich
das mit dem Stellglied 44 in axialer Richtung starr gekuppelte Stellglied 47 verschoben
worden, so daß der Stift 79 nunmehr in den Schlitz 71 des Stellgliedes 47 hakt.
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Wird die Erregung des Elektromagneten 75 beibehalten, so bleibt auch
der Winkelaufschlag der Steuerwelle 72 erhalten, so daß als Nächstes der Gleitstein
55 in den Verstellnocken 80 b einläuft und ebenfalls nach rechts verschoben wird.
in Abhängigkeit von der Phasenwelle wurde inzwischen der Kupplungszapfen 26 aus
der Kupplungskerbe 24 b geschwenkt und der Kupplungszapfen 27 entsprechend der Stellung
des nunmehr um eine Position nach rechts verschobenen Steuerschiebers 21 in die
Kupplungskerbe 25 a eingeschwenkt. Da die Verstellbewegung des Stellgliedes 45 von
diesen in der vorstehend bereits beschriebenen Weise durch den Eingriff des Schaltsegmentes
41 in das Zwischenglied 29
auf dieses übertragen wird, wird die Verstelibewegung
schließlich von dem Kupplungszapfen 27 auf den Steuerschieber 21 übertragen, so
daß dieser um eire weitere Position nach rechts verschoben wird, bis die Rastfeder
23 in die Kerbe 22 a einrastet. Damit hat der Steuerschieber 21 seine rechte Grenzstellung
erreicht. Nach dem Durchlaufen des Verstellnockens 80 b wurde der Gleitstein 55
durch den Auflaufnocken 82b angehoben und mit Hilfe der Rastfeder 65 in seiner ausgehobenen
Stellung festgehalten. Durch die Verstellbewegung wurde weiter das Stellglied 45
außer Eingriff mit den Zapfen 77 gebracht, während das Stellglied 46 nunmehr mit
seinen Schlitz 70 den Zapfen 78 umschließt. Soll der Steuerschieber 21 wieder nach
links bewegt werden, so wird die Erregung des Magneten 75 unterbrochen, worauf die
Steuerwelle 72 in ihre andere Grenzstellung verschwenkt wird. Dadurch werden auch
die nunmehr drehfest mit der Steuerwelle 72 verbundenen Stellglieder 46 und 47 verschwenkt,
so daß die Gleitsteine 56 und 57 in die Bahn der Verstellnocken 59a bzw.
59b geschwenkt werden. Je nach Phasenlage kommt zunächst der Gleitstein 56
oder der Gleitstein 57 zum Eingriff in den zugehörigen Verstellnocken, so daß in
analoger Weise zu den vorstehend beschriebenen Vorgängen der Steuerschieber 21 zunächst
durch den Eingriff des Kupplungszapfens 27 in die Kupplungskerbe 25 a oder
durch den Eingriff des Kupplungszapfens 26 in die Kupplungskerbe
24 a um eine Position nach links und durch den darauffolgenden Eingriff des
Kupplungszapfens 26 in die Kupplungskerbe 24b oder des Kupplungszapfens 27 in die
Kupplungskerbe 25 b nach links bewegt wird.
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Soll nach der oben beschriebenen Verstellbewegung des Steuerschiebers
21 aus der linken Endstellung in die mittlere Position die weitere Bewegung des
Steuerschiebers 21 nach rechts unterbrochen und dieser wieder in die linke Endstellung
bewegt werden, so wird nach dem Durchlaufen des Gleitsteines 54 durch den Verstellnocken
58a die Erregung des Magneten 75 unterbrochen. Die Steuerweile 72 wird dann sofort
in ihre andere Endstellung verschwenkt, so daß die zu diesem Zeitpunkt mit der Steuerwelle
72 drehfest verbundenen Stellglieder 45 und 47 an dieser Verschwenkbewegung teilnehmen,
d. h., es wird der Gleitstein 55 wieder aus der Bahn des zugehörigen Verstellnockens
58 b herausgeschwenkt, während der Gleitstein 57 in die Bahn des zugeordneten Verstellnockens
59 gebracht wird. Beim Durchlaufen des Verstellnockens 59 b wird der Gleitstein
57 nach links geschoben, wodurch auch das Zwischenglied 31 nach links bewegt wird
und diese Bewegung auf das starr gekoppelte Zwischenglied 28 übertragen wird, das
seinerseits über den Kupplungszapfen 26 und die Kupplungskerbe 24 b den Steuerschieber
21 wieder nach links bewegt, bis die Rastfeder 23 in die Kerbe 22c einrastet. Durch
die Verstellbewegung wurde das Stellglied 47 wieder außer Eingriff mit dem Stift
79 gebracht, während durch die gleichzeitig erfolgte axiale Bewegung des Stellgliedes
44 der Stift 76 nunmehr wieder in den Schlitz 68 dieses Stellgliedes 44 eingreift,
so daß die gleiche Ausgangslage wieder besteht, wie sie in den F i g. 3 a und 3
b dargestellt ist.
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Bei den in den F i g. 7 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen
werden im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen neben
den Nockenscheiben 52 und 53 nur zwei Achsen, nämlich die Achse des Steuerschiebers
21 und die Achse der Steuerwelle 72, benötigt, während die in F i g. 3 a deutlich
erkennbare dritte Achse der Phasenwelle 30 nicht mehr benötigt wird. Auf diese Weise
läßt sich eine besonders gedrängte Bauweise des Gesamtgetriebes erreichen. Dies
wird dadurch ermöglicht, daß die Funktionen der Phasenwelle 30 und des Steuerschiebers
21 miteinander in einer Welle 100 vereinigt werden. Diese Welle
100 steht axial fest, jedoch in Drehrichtung lose mit der Schaltstange 11
in Verbindung. Der Welle 100 wird in gleicher Weise wie der Phasenwelle 30 eine
periodische Schwingbewegung auferlegt, und zwar wie bei der Welle 30 beschrieben,
durch eine Phasenscheibe oder aber in der in F i g. 10 dargestellten Weise. Die
F i g. 10 betrifft dabei eine Anordnung, wie sie dann zur Anwendung kommt, wenn
mehrere Teilpositionssteuerungen vorzusehen sind, welche ringförmig angeordnet sind.
Es wird dann durch einen von einer Welle 101 angetriebenen Exzenter
102 über eine Kupplungslasche 103 eine Schwingbewegung auf einen Zapfen
104 übertragen, welcher fest mit einer Scheibe 105 verbunden ist. Die Scheibe
105, welche
nun zwischen zwei Grenzstellungen periodisch Schwingbewegungen
ausführt, ist an ihrem Umfang mit Kerben 106n, 106b, 106c usw. versehen, in welche
mit zylindrischen Rollen 107a, 107b und 107e versehene Zapfen 108 a,
108 b und 108c eingreifen, die am freien Ende von Schwenkhebeln
109a, 109b und 109c sitzen, die ihrerseits drehfest mit Phasenwellen
100a, 100b und 100c verbunden sind.
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Auf der Steuerwelle 72 sitzen in der vorstehend bereits beschriebenen
Weise Stellglieder 144, 145, 146 und 147, wobei der wesentliche Unterschied nur
darin besteht, daß die Reihenfolge der Stellglieder nunmehr umgekehrt ist, d. h.,
die rechts angeordneten Stellglieder 144 und 145 dienen zur Übertragung der nach
rechts gerichteten Bewegung, während die links angeordneten Stellglieder 146 und
147 zur Übertragung der nach links gerichteten Bewegung vorgesehen sind. Die Stellglieder
sind in bereits beschriebener Weise mit Schlitzen 168, 169, 170 und
171 versehen, welche mit drehfest auf der Steuerwelle 72 angeordneten Stiften
176, 177, 178 und 179 zusammenwirken. Am Umfang der Stellglieder 144 bis 147 befinden
sich in ebenfalls bereits beschriebener Weise Schaltsegmente 140, 141, 142 und 143,
welche geeignet sind, mit auf der Welle 100 angeordneten Anschlägen 110,
111, 112 und 113 zur übertragung einer Axialbewegung zusammenzuwirken. Diese drehfest
mit der Welle 100 verbundenen Anschläge sind als gabelförmige Hebel ausgebildet,
welche an ihrem freien Ende jeweils zwei Anschlagflächen 110 a und 110
b, 111 a und 111 b, 112 a und 112 b sowie
113 a und 113 b aufweisen. Die Anschlagflächen eines
jeden Anschlages 110, 111, 112
und 113 sind jeweils nach der gleichen Seite
gerichtet, wobei die Anschlagflächen 110 a und 110
b bzw. 111 a und 111 b der Anschläge 110 und 111 nach links
weisen, während die Anschlagflächen 112a und 112 b bzw. 113 a und
113 b der Anschläge 112 und 113 nach rechts weisen. Die Anschläge
110 und 112
sowie die Anschläge 111 und 113 weisen jeweils
in die gleiche radiale Richtung, wobei die Anschläge 110 und 112 einerseits sowie
die Anschläge 111 und 113 andererseits einen Winkel miteinander einschließen, welcher
dem Ausschlag der Welle 100 während ihrer periodischen Schwingbewegung entspricht.
Die Schaltsegmente 140 bis 143 auf den Stellgliedern 144 bis 147 sind den Anschlägen
110 bis 113 nun derart zugeordnet, daß infolge der Schwingbewegung der Welle
100 jeweils immer nur entweder die Anschläge 110 und 112 bzw.
die Anschläge 111 und 113 mit den Schaltsegmenten 140 und 142 bzw.
den Schaltsegmenten 141 und 143 in Eingriff kommen. Die Stellglieder 144 und 146
bzw. die Stellglieder 145 und 147 sind jeweils derart miteinander verbunden, daß
sie in axialer Richtung Bewegungen gemeinsam ausführen, in Umfangsrichtung jedoch
unabhängig voneinander verschwenkbar sind.
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Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist nun ausgehend von der
Stellung der Vorrichtung beschrieben, wie sie in den F i g. 7 und 9 dargestellt
ist. Es wird dabei angenommen, daß zunächst eine Bewegung nach rechts erfolgen soll.
Durch eine entsprechende Bewegung der Steuerwelle 72 werden die Gleitsteine 154
und 155 der Stellglieder 144 und 145 in die Bahn der entsprechenden Verstellnocken
bewegt. In an sich schon beschriebener Weise wird einer der Gleitsteine von dem
zugeordneten Verstellhocken erfaßt und nach rechts bewegt. Entsprechend der Darstellung
in F i g. 7 muß zunächst der Gleitstein 155 von dem ihm zugeordneten Verstellnokken
erfaßt werden, weil der Anschlag 111 im Gefolge der Phasenbewegung der Welle 100
soeben im Eingriff mit dem Schaltsegment 141 ist und, wie oben erwähnt, die Bewegung
der Phasenwelle in Abhängigkeit vom Durchlauf der Verstellnocken unter der Steuerwelle
72 erfolgt. Beim Durchlauf des zugeordneten Verstelinockens wird der Gleitstein
155
nach rechts bewegt, diese Bewegung wird von dem Schaltsegment 141 auf
die Anschlagfläche 111 a des Anschlages 111 übertragen, der durch seine feste Verbindung
mit der Welle 100 diese nach rechts bewegt und somit auch die axial fest
mit der Welle 100
verbundene Schaltstange 11. Bei der Bewegung des
Stellgliedes 145 nach rechts ist der Stift 177 aus dem Schlitz 169 tierausgeglitten,
so daß unabhängig von der Stellung der Steuerwelle 72 beim Herauslaufen des Gleitsteines
155 aus der Nut des zugehörigen Verstellnockens der Gleitstein 155 durch
den entsprechenden Auflaufnocken ausgehoben werden kann. Zugleich wurde aber auch
das Stellglied 147 nach rechts bewegt, so daß der Stift 179 sich nunmehr
in Schlitz 171 befindet und das Stellglied 147
somit drehfest mit der
Steuerwelle 172 verbunden ist. Wird die Steuerwelle 72 in ihrer Stellung
nicht verändert, so läuft anschließend der Gleitstein 154 in den ihn zugeordneten
Verstellnocken ein und bewegt sich ebenfalls nach rechts, wobei über die Anschlagfläche
110 b des nunmehr in die Bahn des Schaltsegmentes 176 geschwenkten
Anschlages 110 die Welle 100 wiederum nach rechts mitgenommen wird.
Soll dagegen nach der ersten Rechtsbewegung eine Bewegung nach links erfolgen, so
wird durch entsprechende Schaltung des Steuermagneten 75 die Welle 72 in
ihre andere Grenzstellung bewegt, wodurch der Gleitstein 154 aus der Bahn
des ihm zugeordneten Verstellnockens ausgehoben, der Gleitstein 157 jedoch
in die Bahn des ihm zugeordneten Verstellnockens hineinbewegt wird. Sobald durch
die Bewegung der Welle 100 eine Verbindung zwischen dem Schaltsegment
143 und der Anschlagfläche 113 a zustande kommt, wird beim Durchlaufen
des zugehörigen Verstellnockens durch den Gleitstein 157 die Welle
100 wieder nach links bewegt.
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In den F i g. 11 a und 11 b ist schließlich noch eine Ausgestaltung
der Steuerungsvorrichtung dargestellt, welche darin besteht, daß die Nuten 80
a, 80 b, 81 a und 81b der Verstellnocken teilweise durch eine Führungsschulter
200 überdeckt werden. Diese Führungsschultem sollen ein Abheben der Gleitsteine
54,
55, 56, 57, 154, 155, 156 und 157 aus den Nuten der Verstellnocken verhindern.
Um ein Abheben der Gleitsteine zu vereiteln, ist die Bewegung der Nockenscheiben
52 und 53 derart gewählt, daß die Verstellnocken auf die Gleitsteine zulaufen. Auf
diese Weise werden die Gleitsteine durch die Reibungskräfte in die Nuten hineingezogen.
Dies gilt jedoch, streng genommen, nur für den ersten Teil der Bewegung, solange
die Gleitsteine beschleunigt werden. Im zweiten Teil der Bewegung werden sie jedoch
abgebremst. Zwar wirkt die Reibungskraft auch dann gegen den Gleitstein bzw. gegen
die Hebelarme der Stellglieder, jedoch kann die Bremskraft durch die Schrägstellung
der Gleitsteine in den Nocken eine Komponente aufweisen, die die Tendenz hat, die
Gleitsteine abzuheben. Dies wäre jedoch gerade im letzten Teil der
Bewegung
gefährlich, da dann die Mitnehmerstifte auf der Steuerwelle 72 nicht mehr im Eingriff
mit dem zugeordneten Schlitz des Stellgliedes stehen würden. Dieses unerwünschte
Abheben wird durch die Führungsschulter 200 verhindert, welche beispielsweise in
Gestalt einer aufsetzbaren Abdeckplatte 201 vorgesehen sein kann.