DE537158C - Gear change gearbox - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einer in ihrer Exzentrizität in bezug auf die treibende Welle verstellbaren Führungsbahn und in bezug auf diese drehbeweglich darin kreuzweise gelagerten, hin und her bewegten, innen verzahnten Zahnstangenrahmen, deren Zahnräder mittels Gesperren auf die zur treibenden Welle gleichachsige getriebene Welle arbeiten.The present invention relates to a speed change transmission with a guide track that is adjustable in its eccentricity with respect to the driving shaft and with respect to these rotatably mounted crosswise, moved back and forth, internally toothed Toothed rack frames, the gears of which by means of ratchets on the coaxial with the driving shaft driven shaft work.

ίο Es sind schon Getriebe dieser Art vorgeschlagen worden, bei welchen die Führungsbahn als auf der Welle verschiebbarer, zentraler Führungskörper ausgebildet war. Diese Anordnung war jedoch in mechanischer Beziehung unzweckmäßig, außerdem war dieses Getriebe nur für begrenzte Leistungen brauchbar, da es sich nicht nach Belieben ausbauen ließ. Es sind auch schon ähnliche Getriebe bekannt geworden, bei welchen die Kurvenbahn feststehend war; indessen benötigten dieselben eine derart großeAnzahlÜbertragungs-undZwischenglieder, daß ihre Verwendung in der Praxis wegen des komplizierten Aufbaues, des schlechten Wirkungsgrades und des durch die vielen Verzahnungen verursachten Geräusches nicht in Frage kommen konnte.ίο There have already been proposed transmissions of this type in which the guideway is more central than being slidable on the shaft Guide body was formed. However, this arrangement was mechanically related inexpedient, in addition, this gear was only useful for limited performance because it could not be expanded at will. Similar gearboxes have also become known, in which the cam track was fixed; however, they required such a large number of transmission and intermediate links that their use in practice because of the complicated structure, the bad Efficiency and the noise caused by the many gears could be considered.

Diese Übelstände werden nun beim Geschwindigkeitswechselgetriebe gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die Führungsbahn als feststehender Käfig mit zylindrischen Bahnflächenabschnitten, an welchen die Zahnstangenrahmen mit an ihren Enden angebrachten reibungsvermindernden Mitteln auflaufen, ausgeführt und die getriebene Welle in der als Hohlwelle ausgebildeten treibenden Welle liegt, deren die Zahnstangenrahmen führender Teil als Trommel ausgebildet ist, welche die auf der getriebenen Welle befestigten Zahnräder umgibt.These shortcomings are now with the speed change gearbox eliminated according to the invention in that the guide track as a fixed cage with cylindrical Track surface sections to which the rack frames are attached at their ends Accumulate friction-reducing agents, executed and the driven shaft in the as Hollow shaft formed driving shaft is located, the rack frame leading part is designed as a drum, which the gears attached to the driven shaft surrounds.

Dank dieser Anordnung ergibt sich eine robuste, stabile Konstruktion, deren Einfachheit einen guten Wirkungsgrad erreichen läßt, und da außer den mit den Zahnstangenrahmen kämmenden Zahnrädern keinerlei andere Verzahnungen vorhanden sind, arbeitet das Getriebe möglichst geräuschlos.Thanks to this arrangement, there is a robust, stable construction, its simplicity can achieve a good efficiency, and there besides the one with the rack frame meshing gears no other gears are present, the gear works as noiseless as possible.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt:The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention, namely shows:

Fig. ι einen axialen Längsschnitt durch das Getriebe.Fig. Ι an axial longitudinal section through the Transmission.

Fig. 2 und 3 sind Schnitte nach Linie H-II der Fig. 1 in zwei verschiedenen Betriebsstellungen. 2 and 3 are sections along line H-II of FIG. 1 in two different operating positions.

Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. ι in größerem Maßstab undFig. 4 is a section along line IV-IV of Fig. Ι on a larger scale and

Fig. 5 - ein Schnitt durch einen Zahnstangenschieber, ebenfalls in größerem Maßstab.Fig. 5 - a section through a rack slide, also on a larger scale.

Das ganze Getriebe ist in einem Gehäuse 1 untergebracht, das aus zwei Teilen r* und 1* 6 ο besteht, die vermittels Schrauben zusammengehalten sind. Die in Kugellagern 3 gelagerte Antriebswelle 2 ist als durchgehende Hohlwelle ausgebildet, welche die getriebene Welle 4 umschließt. Im Innern des Gehäuses ist die treibende Welle zu einer Trommel 5 ausgebildet, welche zwei senkrecht zur Wellenachse stehende und zueinander um 90⁰ versetzte FührungenThe entire transmission is housed in a housing 1, which consists of two parts r * and 1 * 6 o, which are held together by means of screws. The drive shaft 2 mounted in ball bearings 3 is designed as a continuous hollow shaft which surrounds the driven shaft 4. Inside the housing, the driving shaft is formed to a drum 5, which has two perpendicular to the shaft axis and to one another by 90 ⁰ staggered guideways

aufweist, in welchen als Zahnstangenrahmen ausgebildete Schieber 6 quer zur Achse verschiebbar geführt sind, derart, daß sie die Drehung der Trommel mitmachen müssen. Diese Schieber 6 haben rechteckigen Querschnittsumriß und bestehen aus zwei Längsschenkeln 6^a, welche an ihren Enden durch Querstege 6* vereinigt sind. Die Schenkel 6^a sind innen mit einer Verzahnung 7 bzw. 7^a versehen, deren ίο Breite gleich der Hälfte der Schenkelbreite ist. Diese beiden Verzahnungen bilden die Zahnstangen (Fig. 5). Jede dieser Zahnstangen 7, 7'⁷ steht mit einem auf der getriebenen Welle 4 drehbar gelagerten Zahnrad 8 bzw. 8^a in Eingriff. Jedes Zahnrad 8 ist mit einem glockenartigen Teil 9 (der Kürze halber Glocke genannt) fest verbunden, dessen äußerer Mantelteil ein einseitig wirkendes Gesperre umschließt. Dieses weist einen durch einen Keil 10 mit der Welle 4 fest verbundenen Ring 11 auf, auf dessen Umfang drei Ausnehmungen 12 vorgesehen sind, die je eine Klemmrolle 13 enthalten. Der Boden der Ausnehmungen 12 ist derart ausgebildet, daß die unter dem Druck der Feder 14 stehende Rolle zwischen dem Boden der Ausnehmung und der Glocke eingeklemmt wird, was bei Rechtsdrehung der Glocke 9 in bezug auf den Ring n eine Mitnahme des letzteren und folglich der Welle 4 zur Folge hat. Bei Linksdrehung der Glocke 9 aber werden die Rollen 13 entgegen der Federwirkung nach links bewegt und haben darin so viel Spiel, daß keine Mitnahme stattfindet. Die Trommel 5 ist außerdem von einem ruhenden Käfig 15 umgeben, der im unteren Teil i* des Gehäuses geführt ist und vermittels eines aus einer am Käfig 15 befestigten Spindel 16, einer zugleich als Schneckenrad ausgebildeten Gewindemutter 17 und einer Schnecke 18 bestehenden Reduktionsgetriebes gehoben und gesenkt werden kann. Der Käfig 15 hat eine weite Bohrung, deren eine Hälfte 19 (rechte Hälfte Fig. 2) als Führungsbahn für die mit Rollen 20 versehenen Enden der Schieber dient, wobei ihr Mittelpunkt annähernd senkrecht über der Wellenachse liegt. Die Unke Hälfte 21 liegt seitlich exzentrisch dazu, um eine freie Bewegung der Schieber zu gewährleisten.has, in which designed as a rack and pinion slide 6 are guided transversely to the axis, so that they have to join the rotation of the drum. This slide 6 have a rectangular cross-sectional outline and consist of two longitudinal legs 6 ^a , which are united at their ends by transverse webs 6 *. The legs 6 ^a are provided on the inside with a toothing 7 or 7 ^a , the ίο width of which is equal to half the leg width. These two teeth form the racks (Fig. 5). Each of these racks 7, 7 ' ⁷ is in engagement with a gear 8 or 8 ^a rotatably mounted on the driven shaft 4. Each gear wheel 8 is firmly connected to a bell-like part 9 (called a bell for the sake of brevity), the outer casing part of which encloses a one-sided locking mechanism. This has a ring 11 firmly connected to the shaft 4 by a wedge 10, on the circumference of which three recesses 12 are provided, each containing a pinch roller 13. The bottom of the recesses 12 is designed in such a way that the roller under the pressure of the spring 14 is clamped between the bottom of the recess and the bell, which, when the bell 9 is turned clockwise with respect to the ring n, entrains the latter and consequently the shaft 4 has the consequence. When the bell 9 is turned to the left, however, the rollers 13 are moved to the left against the action of the spring and have so much play therein that no entrainment takes place. The drum 5 is also surrounded by a stationary cage 15, which is guided in the lower part i * of the housing and raised and lowered by means of a reduction gear consisting of a spindle 16 attached to the cage 15, a threaded nut 17, which is also designed as a worm wheel, and a worm 18 can be. The cage 15 has a wide bore, one half 19 of which (right half of FIG. 2) serves as a guide track for the ends of the slide provided with rollers 20, its center point being approximately perpendicular to the shaft axis. The toad half 21 is laterally eccentric to it in order to ensure free movement of the slide.

Die Wirkungsweise dieses Wechselgetriebes ist 5c folgende:The mode of operation of this gearbox is 5c as follows:

Bei Rechtsdrehung der treibenden Welle 2 (Fig. 2 und 3) wird die Trommel 5 mitgenommen, und mit dieser bewegen sich die beiden Schieber 6. Zunächst soll, wie in Fig. 2 gezeigt, die Exzentrizität der Führungsbahn in bezug auf die treibende Welle 2 am größten sein. Im gezeichneten Beispiel macht diese Exzentrizität eine Zahnstangenlänge von fünf Zähnen aus. Bei der Rechtsdrehung werden 6c die Schieber 6 durch die Kreisführung 19 gezwungen, sich in ihrer Führung auf der Trommel 5 zu verschieben, wobei die .Zahnräder 8 bzw. 8'' durch die Zahnstangen 7*, η^α in Drehung versetzt werden. Nun sind die beiden Klemmgesperre so gebaut, daß sie nur bei Linksdrehung der Zahnräder in bezug auf die Welle 4 in Wirkung treten. Bei der Verschiebung der Schieber 6 werden also nur die zu den Zahnrädern 8 gehörigen Gesperre in Wirkung treten und die zu den Zahnrädern 8^a gehörigen Gesperre leer laufen. Am Ende einer halben Umdrehung verläßt das geführte Ende des Schiebers die Führungsbahn 19, und das andere Ende kommt gleichzeitig in Berührung damit, so daß bei einer ganzen Umdrehung der Trommel jeder Schieber eine vollständige Hinundherbewegung in seiner Führung vollzieht, wobei die Zahnräder 8 und 8'⁷ bzw. ihre Klemmgesperre in Wirkung treten, um die getriebene Welle immer in demselben Drehsinn anzutreiben. When the driving shaft 2 rotates clockwise (FIGS. 2 and 3), the drum 5 is entrained and the two slides 6 move with it. First, as shown in FIG be greatest. In the example shown, this eccentricity makes up a rack length of five teeth. When turning to the right, the slides 6 are forced by the circular guide 19 to move in their guide on the drum 5, the gears 8 and 8 ″ being set in rotation by the racks 7 *, η ^α. Now the two locking mechanisms are built in such a way that they only come into effect when the gears are turned to the left with respect to the shaft 4. When the slide 6 is moved, only the locking mechanism belonging to the gears 8 will come into effect and the locking mechanism belonging to the gears 8 ^{a will run idle.} At the end of half a revolution, the guided end of the slide leaves the guideway 19 and the other end comes into contact with it at the same time, so that for a full revolution of the drum each slide performs a complete reciprocating movement in its guide, the gears 8 and 8 ' ⁷ or their locking mechanism come into effect in order to always drive the driven shaft in the same direction of rotation.

Bei der maximalen Exzentrizität entsprechend der Zahnstangenlänge von fünf Zähnen wird der einfache Hub eines Schiebers bei einer halben Umdrehung der treibenden Welle 2 zehn Zähne betragen.At the maximum eccentricity corresponding to the rack length of five teeth, the simple stroke of a slide with half a revolution of the driving shaft 2 ten Teeth amount.

Da nun das Zahnrad sechzehn Zähne aufweist, wird es während einer halben Rechtsdrehung der treibenden Welle ^l0/₁₆ oder ⁵J₈ einer vollen Drehung nach links ausführen, d. h. einer vollen Umdrehung der treibenden Welle nach rechts entspricht ^l0/₈ oder ^B/₄ Umdrehung der getriebenen Welle nach links. Läuft z. B. die treibende Welle mit 160 Touren/Min, im Rechtssinn, so wird sich die getriebene Welle mit 40 Touren/Min, im Linkssinn drehen. Vermindert man die Exzentrizität auf vier Zähne, so kompensieren sich beide Drehungen, und die getriebene Welle steht still. Wird immer noch eine Umdrehungszahl von 160 Touren/Min. für die treibende Welle zugrunde gelegt, so führt die gleiche Überlegung zum Resultat, daß für eine Exzentrizität von zwei bzw. einem Zahn die getriebene Welle 80 bzw. 120 Touren/Min, machen wird. Bei einer Exzentrizität 0 (Fig. 3) ist der Hub der Zahnstangen Null; die getriebene Welle wird also gleich schnell wie die treibende laufen. Es ergibt sich also, daß das Übersetzungsverhältnis des Getriebes eine lineare Funktion der Exzentrizität der Kreisführung ist und in weiten renzen geändert werden kann. Treten die Klemmgesperre bei Rechtsdrehung der Zahnräder in Wirkung, so addiert sich die von diesen erzeugte Geschwindigkeit zu derjenigen der treibenden Welle, so daß bei Änderung der Exzentrizität von Null auf das Maximum die Drehzahl der getriebenen Welle auf ein Vielfaches jener der treibenden Welle erhöht werden kann.Since the gear wheel now has sixteen teeth, it will ^{perform a full turn to the left during half a clockwise rotation of the driving shaft l0} / ₁₆ or ⁵ J ₈ , i.e. one full revolution of the driving shaft to the right corresponds to ^l0 / ₈ or ^B / ₄ revolution of the driven shaft to the left. Runs z. B. the driving shaft with 160 revolutions / min, in the right direction, the driven shaft will turn with 40 revolutions / min, in the left direction. If the eccentricity is reduced to four teeth, both rotations compensate each other and the driven shaft stands still. Will still have a speed of 160 tours / min. for the driving shaft, the same consideration leads to the result that for an eccentricity of two or one tooth the driven shaft will make 80 or 120 revolutions / min. With an eccentricity of 0 (FIG. 3), the stroke of the racks is zero; the driven shaft will therefore run at the same speed as the driving shaft. It therefore follows that the transmission ratio of the transmission is a linear function of the eccentricity of the circular guidance and can be changed in wide limits. If the locking mechanism comes into effect when the gears are turned clockwise, the speed generated by them is added to that of the driving shaft, so that when the eccentricity changes from zero to the maximum, the speed of the driven shaft can be increased to a multiple of that of the driving shaft .

Das beschriebene Getriebe weist nur zwei Zahnstangenrahmen auf. Um die Gleichför-The transmission described has only two rack frames. In order to

migkeit der übertragenen Bewegung zu erhöhen, kann man indessen die Zahl der Zahnstangenrahmen entsprechend erhöhen, wobei sie dann in der Regel versetzt zueinander anzuordnen sind, um einen Winkel von i8o° geteilt durch die Anzahl Schieber zu erhalten.To increase the ability of the transmitted movement, however, one can increase the number of rack frames increase accordingly, in which case they are to be arranged offset to one another as a rule to get an angle of 180 ° divided by the number of sliders.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: i. Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einer in ihrer Exzentrizität in bezug auf die treibende Welle verstellbaren Führungsbahn und in bezug auf diese drehbeweglich darin kreuzweise gelagerten, hin und her bewegten, innen verzahnten Zahnstangenrahmen, deren Zahnräderpaare mittels Gesperren auf die zur treibenden Welle gleichachsige getriebene Welle arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn als feststehender Käfig (15) mit zylindrischen Bahnflächenabschnitten, an welchen die Zahnstangenrahmen (6) mit an ihren Enden angebrachten reibungsvermindernden Mitteln (20) auflaufen, ausgeführt und die getriebene Welle (4) in der als Hohlwelle ausgebildeten treibenden Welle (2) liegt, deren die Zahnstangenrahmen (6) führender Teil als Trommel (5) ausgebildet ist, welche die auf der getriebenen Welle (4) befestigten Zahnräder (8) umgibt.i. Speed change gearbox with one in relation to its eccentricity the driving shaft adjustable guide track and rotatable with respect to this internally toothed rack frames mounted crosswise, moved back and forth, their gear pairs by means of ratchets on the coaxial with the driving shaft driven shaft work, characterized in that the guide track as a fixed cage (15) with cylindrical Track surface sections on which the rack frames (6) with friction-reducing means attached to their ends (20) run up, executed and the driven shaft (4) in the hollow shaft driving shaft (2), the rack frame (6) leading part of which is designed as a drum (5), which the on the driven shaft (4) attached gears (8) surrounds. 2. Geschwindigkeitswechselgetriebe gemäß 3 c Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Trommel (5) mehr als zwei in regelmäßigem Winkelabstand gegeneinander versetzte Zahnstangenrahmen (6) angeordnet sind.2. Speed change gear according to 3 c Claim 1, characterized in that in a drum (5) more than two in rack frame (6) offset from one another at regular angular spacing are. 3. Geschwindigkeitswechselgetriebe gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (15) und die Trommel (5) in einem geschlossenen, ortsfesten Gehäuse (1) eingebaut sind, in welchem die treibende Welle (2) gelagert ist und das zugleich als Führung für den vermittels eines Reduktionsgetriebes (16, 17, 18) verschiebbaren Käfig (15) dient.3. Speed change transmission according to claims 1 and 2, characterized in that that the cage (15) and the drum (5) in a closed, stationary housing (1) are installed, in which the driving shaft (2) is mounted and at the same time as Guide for the by means of a reduction gear (16, 17, 18) displaceable Cage (15) is used. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings ISERUS*. (IF-BBr^-CKT IN DER 1!KIaISIISERUS *. (IF-BBr ^- CKT IN THE 1! KIaISI