DE919447C

DE919447C - Einrichtung zum Bewegen von Teilen

Info

Publication number: DE919447C
Application number: DER10530A
Authority: DE
Inventors: Franz Riedl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-12-18
Filing date: 1952-12-19
Publication date: 1954-10-21

Description

Wenn man gegeneinander bewegliche Teile von Maschinen verstellen will, so muß man die Verstellung im Stillstand der Maschine vornehmen. Derartige Verstellungen sind meist so ausgebildet, daß sie selbsthemmend wirken, also die zur Verstellung notwendige Kraft nach der Verstellung nicht mehr aufrechterhalten zu werden braucht. Bei gegeneinander beweglichen Teilen, die im Betrieb verstellt werden sollen, ist es notwendig, die zum ίο Verstellen der gegeneinander beweglichen Teile notwendige Kraft ständig aufrechtzuerhalten.

Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verstellen von gegeneinander beweglichen, Teilen, die während des Betriebes verstellbar ist, aber nach der Verstellung selbsthemmend wirkt.

Es ist bekannt, in einer Antriebswelle ein Steuerteil koaxial anzuordnen, das Schrägflächen, aufweist, so daß ein senkrecht zur Drehachse bewegbares Teil verstellt werden kann, wenn man das koaxial in der Antriebswelle bewegliche Steuerteil in Achsrichtung bewegt. Ganz davon abgesehen, daß die Antriebswelle durch die Anordnung eines solchen Steuerteiles erheblich geschwächt wird, läßt sich eine solche Anordnung nur dann verwenden, wenn, ein, einziges Teil senkrecht zur Achse der Antriebswelle verschoben werden muß. Müssen dagegen senkrecht zur Antriebswelle zwei Teile bewegt werden, die gegenläufige Bewegungen ausführen, so versagt diese bekannte Anordnung.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die zu bewegenden Teile und das sie durchdringende Steuerteil je mit einer Verzahnung zu versehen und die Teile so zueinander anzuordnen, daß die Verzahnungen ständig ineinander eingreifen. Es ist zweckmäßig, die ineinanderfassenden Flanken der Verzahnungen der im Eingriff stehenden Teile unter einem Winkel gegenüber der Erstreckungsrichtung

der Stange bzw. der Drehachse der Welle od. dgl. verlaufen zu lassen. Der Keil kann gegenüber der Welle entweder durch, zwei die Welle umfassende Halbschalen oder eine in der Welle vorgesehene Nut geführt werden. Letztere kann U-förmigeti oder schwalbenschwanzförmigen Querschnitt besitzen. Es ist vorteilhaft, die der Führung des Keiles abgewandte Seite verstärkt auszubilden und die Verzahnung an den Seitenflächen der Ver-Stärkung vorzusehen. Zweckmäßigerweise wird der Querschnitt des Keiles im wesentlichen T-förmig gestaltet. In den Fällen, in denen die Stange oder Welle ein von den Scheiben auf sie wirkendes Drehmoment übernehmen muß, ist es zweckmäßig, diese an den Stellen, an denen die beweglichen Scheiben die Welle umfassen, mit zwei parallel zueinander liegenden Anfasungen zu versehen. Jede der verstellbaren Scheiben, weist je einen Schlitz auf, dessen Breite sich nach, dem Durchmesser der Stange oder Welle bzw. dem Abstand der beiden Anfasungen der Stange oder der Welle bzw. der Breite des Keiles richtet. Jeder Schlitz weist ein oder mehrere Zähne mit dem gleichen Flankenwinkel, aber entgegengesetzter Steigung wie der des Keiles auf, in die zwischen den Zahnflanken des Keiles vorgesehene Zwischenräume, wie Rillen od. dgl., einfassen. Zur Verstellung des Keiles wird vorgeschlagen, diesen mit einem Ansatz zu versehen, auf dem ein auch die Welle umfassendes Wälzlager sitzt, an dessen Außenring ein Gabelkopf od. dgl. angreift, der durch einen im Gehäuse gelagerten Hebel verstellt werden kann. Je nachdem, ob man die Verstellung der Scheiben durch Hand oder durch eine Schaltung automatisch bewirkt, sind die der Verstellung des Keiles dienenden Mittel mit dem Hebel zu verbinden.

Besonders zweckmäßig ist eine solche Einrichtung zur Verstellung der auf der Antriebswelle von stufenlos regelbaren, mechanischen Getrieben angeordneten Gegengewichtscheibe und Steuerscheibe, von denen letztere über an ihr anliegende, Schwingbewegungen ausführende Mittel auf Hauptteile von Freilaufkupplungen, einwirkt, deren andere Hauptteile kraftschlüssig mit der Abtriebswelle verbunden sind. Die Steuerscheibe wird in diesem Fall zweckmäßigerweise zweiteilig ausgebildet und zwischen, den Teilen, der Wälzlager angeordnet, damit die Steuerscheibe außen auch bei Umlauf der Antriebswelle im wesentlichen, in. Ruhe bleiben kann. Man kann mit der Antriebswelle zum Ausgleich der durch den Keil erzeugten Unwucht ein mit der Antriebswelle ebenfalls umlaufendes Gegengewicht verbinden oder die Gegengewichtscheibe so bemessen, daß sie sowohl die Unwucht des Keiles als auch die Unwucht der vorzugsweise zweiteiligen Steuerscheibe ausgleicht. Zweckmäßigerweisei wird die mit der Antriebswelle fest verbundene Unwuchtmasse zweiteilig gestaltet, das eine Teil mit der Welle fest verbunden und das andere Teil gegenüber dem ersten Teil einstellbar gestaltet.

Der Erfindungsgedanke wird an Hand des Verstellmechanismus eines Getriebes erläutert, das mechanisch stufenlos regelbar ist. Bei diesem bekannten Getriebe ist eine auf der Antriebswelle oder einer mit der Antriebswelle kraftschlüssig verbundenen Welle angeordnete Steuerscheibe senkrecht zur Drehachse der Welle verschiebbar angeordnet. An ihrem Umfang liegen Übertragungsmittel an, die mit Teilen von Freilaufkupplungen verbunden sind, deren andere Teile mit der Abtriebswelle oder mit einer über eine Kupplung verbundenen Welle kraftschlüssig verbunden sind. Wird die Steuerscheibe aus ihrer konzentrischen Lage zur Antriebswelle exzentrisch zu dieser verstellt, so· führen, die an der Steuerscheibe anliegenden, Teile der Freilaufkupplungen Schwingbewegungen, aus, die sie in einer Drehrichtung an die mit der Abtriebswelle verbundenen Teile der Freilaufkupplungen abgeben und dadurch die Abtriebswelle in einer bestimmten Drehrichtung zum Umlaufen bringen.

Die Verstellung dieser Steuerscheibe und einer in entgegengesetzter Richtung zu ihr verschiebbaren, die Unwucht ausgleichenden Gegenscheibe, die beide gegenüber der Antriebswelle unverdrehbar sind, also mit ihr umlaufen, wurde bisher sof- gesteuert, daß auf beide Scheiben Kniehebel einwirkten, deren Stellung zur Veränderung der Exzentrizität beider Scheiben veränderbar war. go Der Nachteil einer solchen Anordnung mit Kniehebeln besteht darin, daß es im Laufe der Zeit möglich ist, daß zwischen, den Lagern der Kniehebel bzw. den. Lagern, der anderen Übertragungsmittel Spiel auftritt, so> daß bei stufenlos regelbaren Getrieben automatisch ein Absinken der Drehzahlen erfolgt.

Ausführungsbeispiele des Erfmdungsgedankens werden an Hand eines stufenlosen Getriebes nachstehend beschrieben. Es zeigt

Fig. ι einen Querschnitt durch ein stufenlos regelbares Getriebe mit einer Verstelleinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Keiles mit gestrichelt angedeuteter Welle,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Welle in Richtung III-III der Fig. 1 bzw. 2,

Fig. 4 die Abwicklung der Zahnflanken des Keiles nach den Fig. 2 und 3,

Fig. 5 einen Schnitt durch den. Keil in Riehtung V-V der Fig. 2,

Fig. 6 eine Ansicht des vom Keil unmittelbar beeinflußten inneren Teiles der Steuerscheibe,

Fig. 7 einen Schnitt in Richtung VII-VH der Fig. 6,

Fig. 8 eine Ansicht der als Gegengewicht dienenden Scheibe,

Fig. 9 einen Schnitt in Richtung X-X der Fig. 8,

Fig. 10 eine Abwicklung der Rinnen der Gegenscheibe nach den Fig. 8 und 9.

Die Antriebswelle 1 ist mit zwei parallel zueinander liegenden Anfasungen 2 und einer Nut 3 versehen und im Gehäuse 4 mittels der Wälzlager S und 5' gelagert. Das Wälzlager 5' ist in einer Buchse 6, in der auch Klemmrollen 6' eines Freilaufes angeordnet sind, untergebracht. Die Buchse 6

bildet mit einem Zahnrad/ zweckmäßigerweise eine Einheit. Die Abtrieibswelle 8, die bei 9 als Vielkeilwelle gestaltet ist, wird über die Buchse 6 und das Wälzlager 10 in der Gehäusewand 11 einerseits und über das Wälzlager 12 andererseits gelagert.

In der Nut 3 ist ein Keil 13 gleitend verschiebbar angeordnet. Seine Verstellung kann mittels eines bei 14 im Gehäuse gelagerten Gabelkopfes 15 durch Einwirkung einer Kraft auf den Hebel 16 dadurch bewirkt werden, daß der Gabelkopf 15 am Außenring 17 eines Wälzlagers 18 angreift, das in einer Nut des Ansatzes 19 des Keiles 13 gelagert ist. Der Keil 13 ist in der Nähe seiner Oberfläche 20 breiter gestaltet als die Breite des Keiles an der Stelle 21 und mit Zähnen 22 versehen, deren Zahnflanken im Ausführungsbeispiel unter einem Winkel von 15⁰ zur Drehachse der Welle 1 verlaufen. Die Gegengewichtscheibe¹ 23, die einen Schlitz 24 aufweist, ist so gestaltet, daß die Zähne 25 der Scheibe in die

ao zwischen den. Zähnen 22 des Keiles vorhandenen Zwischenräume einfassen können. Die Steigungen der Zahnflanken der Zähne 25 verlaufen unter dem gleichen Winkel zur Drehachse, nur in entgegengesetzter Richtung, wie die Zahnflanken der Zähne 22 des Keiles 13.

Das innere Teil 26, auf dem über ein Wälzlager 27 die Steuerscheibe 28 gelagert ist, ist ebenfalls mit einem Schlitz 29 versehen, an dessen Ende eine Nut 30 vorgesehen ist, deren Steigung ebenfalls entgegengesetzt zur Steigung der Zahnflanken der Zähne 22 des Keiles 13 verläuft.

Am Umfang der Steuerscheibe 28 laufen Rollen 31 an, welche im Ausführungsbeispiel mit den äußeren Hauptteilen 33 einer Freilaufkupplung starr vereinigt sind. Die Hauptteile 33 sind über Wälzlager 34 auf den inneren Hauptteilen 35 gelagert, und zwischen den Hauptteilen 33 und 35 sind Klemmrollen 36 angeordnet, die unter Wirkung von Druckmitteln, wie Federn u. dgl., stehen, so daß die inneren Hauptteile, wenn die äußeren Hauptteile Schwingbewegungen ausführen, in einer Drehrichtung mitgenommen werden.

Auf den Zapfen 32 sitzen Pleuel 37, die Zapfen 40 tragen, auf denen Rollen. 41 gelagert sind, die ihrerseits in die Steuerscheibe 28 eingreifen und ein Abheben der Rollen 31 von der Steuerscheibe 28 verhindern.

Die inneren, Hauptteile 35 der Freilaufkupplungen tragen Zahnräder 42, die in das Zahnrad 7 eingreifen. Die inneren Hauptteile der Freilaufkupplungen sind in Wälzlagern 43 und 44 gelagert. Eines der Hauptteile 35 trägt ein weiteres Zahnrad 45, das über ein mit der Welle 46 verbundenes Zwischenrad 47 mit einem Zahnrad 48 kämmt, das auf der Abtriebswelle 8 aufgekeilt ist. Auf der bei 9 keilwellenartig gestalteten Abtriebswelle 8 sitzt ein Klauenkupplungsteil 49, das in Klauen 50 bzw. 50' der Zahnräder 7 bzw. 48 eingedrückt werden kann, so daß man in der Lage ist, die Drehrichtung der Abtriebswelle 8 zu verändern.

Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung wird nachstehend erläutert: Schwenkt man den Hebel 16 um seinen. Drehpunkt 14, so verschiebt der Gabelkopf 15 den. Keil 13 in Richtung des Pfeiles 51 und verstellt dadurch senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung sowohl die Gegengewichtscheibe 23 als auch das Teil 26 und damit die Steuerscheibe 28. Die Scheiben 23 und 28 werden also entgegengesetzt zueinander exzentrisch zur Drehachse der Welle¹1 verschoben. Durch diese exzentrische Verstellung werden die äußeren Hauptteile 33 der Freilaufkupplungen (im Ausführungsbeispiel sind vier Freilaufkupplungen vorgesehen, wenngleich nur zwei sichtbar sind) in dine schwingende Hinundherbewegung versetzt, also die inneren Hauptteile 35 in einer Drehrichtung gedreht, und übertragen die ihnen übermittelte Kraft über die Zahnräder 42 und das Zahnrad 7 bzw. das Zahnrad 46 und das Zahnrad 48 auf die Abtriebswelle 8.

Da die Steigungen der Verzahnungen an den Scheiben entgegengesetzt zu der Steigung der Verzahnung des Keiles verlaufen und ihre Winkel größenmäßig gesehen gleich sind, ist die Steuerungseinrichtung selbsthemmend. Der Hebel 16 bleibt also in der Stellung stehen, in die man ihn eingestellt hat, die Drehzahl der Abtriebswelle bleibt also entsprechend der jeweiligen Stellung des Hebels 16 bzw. des Keiles 13 konstant, wenn die Drehzahl der Antriebswelle konstant ist. Durch Regelung der Drehzahl der Antriebswelle und entsprechende Verstellung des Hebels 16 bzw. des Keiles 13 kann man die Drehzahl und das Drehmoment allen gewünschten Betriebserfordernissen in einfachster Weise anpassen.

Mit dieser Steuereinrichtung ist es möglich, trotz mit hoher Drehzahl umlaufender Antriebswelle die Drehzahl der Abtriebswelle innerhalb des Bruchteiles von ι Sekunde von Null auf maximale Drehzahl bzw. umgekehrt zu verändern, ohne daß nennenswerte Verstellkräfte aufzubringen sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Bewegen von Teilen, die

in zueinander entgegengesetzter Richtung bewegbar sind durch Verschieben eines sie senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung durchdringenden Teile®, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bewegenden Teile (23, 26, 28) und das sie durchdringende Steuerteil (13) je mit einer Verzahnung versehen sind, die ständig miteinander im Eingriff stehen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinanderfassenden Flanken der Verzahnungen der im Eingriff stehenden Teile unter einem Winkel gegenüber der Erstreckungsrichtung der Stange bzw. der Drehachse der Welle od. dgl. verlaufen.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil in einer Nut der Welle geführt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Keil und Nut oder die Halbschalen schwalbenschwanzförmig gestaltet sind.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Führung ab-

gewandte Seite des Keiles verstärkt ausgebildet und die Verzahnung an den Seitenflächen der Verstärkung vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Keiles im wesentlichen T-förmig ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange bzw. die Welle an den Stellen, an denen die verstellbaren Scheiben angeordnet sind, zwei parallel zueinander liegende Anfasungen aufweist.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6 oder ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der verstellbaren Scheiben je einen Schlitz aufweist, in dem ein oder mehrere Zähne mit gleichem Flankenwinkel, aber entgegengesetzter Steigung wie der des Keiles angeordnet sind, welche in die zwischen den Zahnflanken des Keiles vorgesehenen Zwischenräume, wie Rillen od. dgl., einfassen.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil einen Ansatz trägt, auf dem ein auch die Welle umfassendes Wälzlager sitzt, an dessen Außenring ein Gabelkopf angreift, der durch einen im Gehäuse gelagerten Hebel verstellt werden kann.

10. Verwendung der Einrichtung nach den Ansprüchen ι bis 9 zur exzentrischen Verstellung der auf der Antriebswelle von stufenlos regelbaren, mechanischen Getrieben angeordneten Gegengewichtscheibe und Steuerscheibe, von denen letztere über an ihr anliegende, Schwingbewegungen ausführende Mittel auf Hauptteile von Freilaufkupplungen einwirkt, deren andere Hauptteile kraftschlüssig mit der Abtriebswelle verbunden sind.

11. Steuerscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie zweiteilig ausgebildet und zwischen den Teilen ein Wälzlager angeordnet ist.

12. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der durch den Keil erzeugten Unwucht ein mit der Antriebswelle kraftsohlüssig verbundenes, einstellbares Gegengewicht vorgesehen ist.

Angezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 479185.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen