-
Kettenräder-Wechselgetriebe Die Erfindung betrifft ein Kettenräder-Wechselgetriebe
mit Hilfskette, die .die- Zähne des Kettenrades bildet und bei Veränderung des Teilkreisdurchmessers
auf einer innerhalb des Kettenrades liegenden Trommel auf-und abgewickelt wird.
Bekannten Kettenräder-Wechselgetrieben dieser Art gegenüber unterscheidet sich das
Getriebe nach der Erfindung zur Hauptsache dadurch, daß die Durchmesserveränderung
der die Verzahnung bildenden Kette mittels radial verschiebbarer Segmente erfolgt
und diese durch einen axial verschiebbaren Stufenkonus betätigt werden. Den eingangs
erwähnten bekannten Kettenräder-Wechselgetrieben gegenüber wird durch das erfindungsgemäße
Getriebe der Vorteil erreicht, daß bei einem Gangwechsel von einer Geschwindigkeitsstufe
zur nächstfolgenden der Kraftfluß praktisch ohne Unterbruch vor sich gehen kann,
wobei die Größe der aufeinanderfolgenden Schaltstufen von einer Zahnteilung an beliebig
wählbar ist, Der letztere Umstand macht sich besonders bei Arbeits-oder Werkzeugmaschinen
mit großer Stufenzahl vorteilhaft bemerkbar. Vorteilhaft sitzt ,der Stufenkonus
auf einer axial verschiebbaren Welle fest, die mit einem zu ihrer axialen Verschiebung
dienenden Zahnstangengetriebe in Verbindung steht, von dem das eine Zahnrad auf
einer wahlweise in der einen oder andern Richtung drehbaren Steuerwelle sitzt, die
von der Nabe des im Durchmesser verstellbaren Kettenrades aus antreibbar ist. Mittels
eines Hilfsantriebes wird die axial verschiebbare Welle mit dem Stufenkonus in der
einen oder andern Richtung in dem Zeitrauen bewegt, in welchem sich der Unterbruch
der Triebkranzkette zwischen den beiden Strängen der Triebkette befindet. Dabei
wird der Schaltvorgang auf eine halbe Umdrehung des Kettenrades ausgedehnt, wodurch
ein ruckweiser Übergang von einer Stufe zur an-
Bern vermieden und
ein Schalten ohne Unterbrechung der Kraftübertragung ermöglicht wird.
-
Auf der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
darstellt, ist Fig. i ein vertikaler Längsschnitt desselben, Fig. 2 eine Draufsicht
zu Fig. i, Fig. 3 ein Teilquerschnitt nach Linie III-III der Fig. 2, Fig. ¢ ein
gleicher Teilquerschnitt, Fig. 5 eine Teilansicht von links der Fig. 6, Fig. 6 ein
Querschnitt nach Linie VI-VI der Fig. 2.
-
Das dargestellte Wechselgetriebe besitzt eine durchgehende Welle i,
die am einen Endteil in der Nahe 2 einer Antriebsscheibe 3 und am andern Endteil
mittelbar in einem Lager q. axial verschiebbar und drehbar gelagert ist. Die Nabe
2 ist in einem Lager 5 gelagert. Die Lager d. und 5 sind auf einer gemeinsamen Grundplatte
6 befestigt; die außerdem zwei Lager 7 und 8 trägt, in denen eine zur Hauptwelle
i parallel laufende Vorgelegewelle g gelagert ist. Mit der Nabe 2 der Antriebsscheibe
3 ist ein Antriebsrad Io starr verbunden, das seinen Antrieb unmittelbar oder mittelbar
von einem nicht dargestellten Antriebsmotor erhält. Mit der Scheibe 3 ist durch
einen von dieser seitwärts abstehenden hohlzylindrischen Teil i i eine Planscheibe
12 starr verbunden, in welcher auf der in Fig. i rechten Seite einige Segmente 13
mittels hinterschnittenen Führungsleisten 13' radial verschiebbar geführt sind.
Die Segmente 13 sind an den inneren Enden auf einer gemeinsamen Muffe 14 abgestützt,
die auf der Welle i festsitzt und als Stufenkonus mit vier Stufen ausgebildet ist.
Die Stufenübergänge sind konisch gestaltet, um das Verschieben der Welle i von einer
zur benachbarten Stufe des Konus zu ermöglichen. Die Planscheibe 12 mit den Segmenten
13 bildet das Kettenantriebsrad. An einem der Segmente 13 ist das eine Ende einer
doppelten Laschenkette 15 befestigt, die in Führungsnuten 16 der Segmente 13 verschiebbar
geführt und deren anderes Ende zwischen zwei Segmenten 13 einwärts geleitet und
auf eine lose drehbare Trommel 1;7 aufgewickelt ist. Die Laschenkette 15 bildet
den Triebkranz des Kettenantriebsrades 12, 13, indem zwischen die von Rollen umkleideten
Gelenkbolzen der Laschenkette 15 einwärts vorstehende Zähne I9 der endlosen Triebkette
2o eingreifen. Die Triebkette 2o ist eine doppelte Laschenkette, zwischen deren
Laschen an den Gelenkbolzen Mittellaschen I9' angelenkt sind, von deren Enden Zähne
I9 einwärts vorstehen. Die Triebkette I9, 2o läuft über ein auf der Vorgelegewelle
g festsitzendes Kettenrad 21, dessen Kranz durch eindoppelte Laschenkette 22 gebildet
ist. Das Leerlauftrum der Triebkette I9, 2o läuft Tiber eine Spannrolle 18, die
an einem federbeeinflußten, um das Lager 7 drehbaren Hebel i8' gelagert ist. Die
Trommel 17 ist auf einem hohlzylindrischen Ansatz 23 einer Scheibe 2.1 unmittelbar
(oder unter Verwendung von Kugellagern) lose drehbar gelagert. Die Scheibe 2.1 weist
auf der in Fig. i rechten Seite eine zylindrische abgesetzte -Nabe 25 auf, die im
Lager .4 ruht und der Welle i als Lager dient. Die Scheibe 24 ist durch eine Anzahl
Bolzen 26 starr mit der Planscheibe 12 verbunden. Eine einerends an der Scheibe
2.4 und andernends an der Trommel 17 angreifende Schraubenfeder 27 sucht die Trommel
17 so zu drehen, daß das mit dieser verbundene Ende der Triebkranzkette 15 stets
einwärts gezogen -wird. Die Nabe 25 trägt an ihrem Ende ein Zahnrad 28, das tnif
einem Zahnrad 2g von doppelt so großem Durchmesser in Eingriff ist. Dieses Zahnrad
29 trägt eine starr mit ihr verbundene Unrundscheibe 3o zur Abwärtsbewegung eines
uni einen horizontalen Zapfen 31 drehbaren, mit einem rollenbewehrten Arm 32 in
den Bereich der Scheibe 3o ragenden Hebel 33. Der Hebel 33 steht unter dem Einfluß
einer nach oben wirkenden Feder 3q., greift mit einem seitwärts abstehenden Lappen
35 in eine Ringnut 36 einer auf und nieder beweglichen Rolle 37 und ragt mit seinem
abgesetzten Ende in den Bereich einer um einen vertikalen Zapfen 38 schwenkbare
Sperrfalle 3g. Zur Auslösung des Hebels 33 aus seiner unteren Endstellung ist an
der Sperrfalle 39 eine von Hand zu betätigende Zugstange 39' angelenkt.
Die Rolle 37 ist auf einem nach unten ragenden Zapfen do eines um einen vertikalen
Zapfen 41 schwenkbaren Hebels .1-2 verschiebbar und drehbar. Durch den von der Falle
39 freigegebenen, von der Feder 3.4 aufwärts bewegten Hebel 33 wird die Rolle
37 in den Bereich eines Nockens 43 gebracht, -welcher an der Stirnseite einer mit
dem Zahnrad 28 fest verbundenen Scheibe .1a. angeordnet ist. Bei der Drehung der
Scheibe d.-. -wird dann durch den Nocken 43 der Hebel .42 seitwärts geschwenkt,
welcher durch Lenker 45 einen um einen horizontalen Zapfen .16 drehbaren Hebel 47
entgegen einer diesen beeinflussenden kräftigen Feder 48 mitnimmt. Am Hebel 47 sind
zwei Schaltklinken q9 und 5o angelenkt, von denen die erstere, q.g, unter ein Schaltrad
51 mit vier Zähnen und die letztere, 5o, über ein Schaltrad 52 ebenfalls mit vier
Zähnen -,reift. Die beiden Schalträder sitzen unmittelbar auf einer unter der Welle
r hindurch gehenden, quer zu dieser liegenden
Welle 53. Ein auf
:dieser Welle 53 festsitzendes Zahnrad 54 steht mit einer längs durchbohrten Zahnstange
55 in Eingriff, die auf der Welle i zwischen zwei Stellringen 56 gehalten und in
einem Lager 57 verschiebbar geführt, jedoch nicht drehbar ist. Durch Drehen des
Zahnrades 54 wird die- Welle i mit :dem Stufenkonus 14 in der einen oder andern
Richtung verschoben. Dadurch gelangen die Stufen desselben nacheinander unter die
Segmente 13, die dabei je nach der Verschiebungsrichtung des Stufenkonus 1¢ ein-
oder auswärts verschoben werden. Bei der Auswärtsbewegung der Segmente
13
wird der Durchmesser des Kettenantriebsrades 12, 13 und damit auch das
Übersetzungsverhältnis vergrößert und bei der Einwärtsbewegung verkleinert. Bewegen
sich die Segmente 13 auswärts, so: wird das mit :der Trommel 17 verbundene Ende
der Laschenkette 15 unter Spannung der auf diese wirkenden Feder 27 von der Trommel
abgewickelt. Dabei wird ein der Vergrößerung des Umfanges- aller Segmente 13. zusammen
entsprechendes Stück der Kette 15 in den Triebkranzkreis - eingefügt, die wirksame
Länge des durch die Kette 15 gebildeten Triebkranzes somit verlängert. Der Durchmesser
der verschiedenen Stufen .des StufenkOnus 14. ist natürlich so zu bemessen, daß
die jeweilige Verlängerung bzw. Verkürzung des Triebkranzes einem Vielfachen- der
unveränderlichen Teilung der Kette .bz ..-des Triebkranzes entspricht. Umgekehrt
wird bei der Einwärtsverschiebung der Segmente 13 die als Triebkranz wirkende Länge
der Kette 15 verkürzt und dabei deren inneres bzw. unwirksames Ende unter Entspannung
der Feder 27 auf die Trommel 17 aufgewikkelt. Die Umschaltung des Getriebes von
einer Geschwindigkeitsstufe zur anderen kann natürlich nur stattfinden, wenn die
Stelle des Unterbruches des Triebkranzes 15 sich zwischen dem Vorlauf bzw. Triebtrum
und dem Leerlauftrum der Triebkette 19, 2o befindet. Aus diesem Grunde muß der Stufenwechsel
automatisch vor sich gehen. Zu :diesem Zweck :dient der weiter oben beschriebene
Schaltmechanismus 30 . . . 55. Die Scheibe 4.4 ist zum Triebrad 12, 13 so eingestellt,
daß durch ihren Nocken 43 nach Freigabe des Hebels 33 durch die Falle 39 der Hebel
4.2 die Verschiebung der Welle i über die Schaltsperre q.9; 51 :oder 50, 52 im richtigen
Moment veranlaßt wird.
-
Zwischen den beiden Klinken q.9, 50, die durch eine Feder 58 gegeneinandergezogen
werden, ist ein um eine horizontale Achse 59 drehbarer Umschaltnocken 6o angeordnet.
Durch Drehen eines an der Achse 59 angeordneten Handgriffes 61 kann die eine oder
andere der Klinken 49, 5o durch den Nocken 6o in oder außer Wirkung gesetzt werden,
d. h. wenn die eine Klinke außer Wirkungsstellung bewegt wird, tritt die andere
selbsttätig - in die Wirkungsstellung. Auf der Achse 59 sitzt eine Scheibe 62 fest,
die auf dem Umfang zwei zur axialen Scheitelebene des Nockens 6o um 9o° versetzte
Einkerbungen 63 aufweist. In die eine derselben greift eine Feder 64, welche-: die
Scheibe 62 und damit auch den Nocken 6o in seinen Arbeitsstellungen hält. Wird die
Klinke 49 eingerückt, so: wird .beim Auslösen des Schaltmechanismus die Welle i
mit dem Stufenkonus 14. in Fig. i von rechts nach links geschoben und demzufolge
das Übersetzungsverhältnis um eine Stufe verkleinert.. Umgekehrt wird durch Einrücken
der Klinke So das Übersetzungsverhältnis vergrößert bzw. die Geschwindigkeit der.
Welle 9 erhöht. Nach Beendigung der Umschaltung wird durch die mit halber Umdrehungsgeschwindigkeit
der Welle i umlaufenden Unrundscheibe 3o der Hebel 33 abwärts bewegt, wobei die
Rolle 37 aus dem Bereich der Nockenscheibe 4,4 gebracht wird, so daß diese leer
umläuft. Wird die Welle 9 .als Antriebswelle eines zweiten Wechselgetriebes, z.
B. eines mehrstufigen Räderwechselgetriebes, benutzt, so können alle Geschwindigkeitsstufen
desselben bei jeder Geschwindigkeitsstufe des " beschriebenen Wechselgetriebes benutzt
werden, was eine; Vervielfachung der Stufenzahl ergibt. --Das Kettenrad 21, 22 könnte
auch in gleicher Weise wie .das Kettenrad 12, 13 ausgebildet und eine zweite Schaltvorrichtung
vorgesehen sein, um durch dieselbe eine Änderung des wirksamen Raddurchmessers vorzunehmen,
so daß dadurch eine Verdoppelung der mit dem Getriebe erzielbareli Stufenzahl geschaffen
wird.
-
Da beim .beschriebenen Wechselgetriebe in jeder Stufe stets die gleichen
Kraftübertragungselemente wirksam sind, wird im Kraftübertragungsteil gegenüber
bekannten Räderwechselgetrieben mit selbsttätiger Umschaltung eine erhebliche Vereinfachung
erzielt. Da für :den Schaltvorgang fast eine halbe Umdrehung des Kettenantriebsrades
zur Verfügung steht, findet der Stufenwechsel nicht ruckartig statt, was zur Schonung
des Getriebes und :des Motors außerordentlich vorteilhaft ist.
-
Die Zugstange 39' kann an dem in Fig. 6 linken Ende so gebogen sein,
daß sie bei richtig eingestellter Scheibe 6:2 in eine Vertiefung derselben eingreift.
Ist die Scheibe 62 nicht richtig eingestellt, so kann dann in diesem Falle die Auslösung
des Hebels 33 und damit der Umschaltung durch die Stange 39' nicht stattfinden.-
Das
Anwendungsgebiet des beschriebenen Wechselgetriebes ist beliebig, beispielsweise
bei Straßen-, Schienen- und Luftfahrzeugen und stationären Maschinen beliebiger
Art, wie Werkzeugmaschinen, Papiermaschinen usw.