Schaltwerkgetriebe. Es sind bereits Sehaltwerkgetriebe be kannt, bei denen von einer Exzenter- oder Nockenscheibe aus eine Anzahl von Zwischen wellen schrittweise bewegt wird, die wieder um mit einer getriebenen Welle in Eingriff stehen und diese ununterbrochen bewegen, wobei durch Änderung der Exzentrizität oder der Kurvenform der treibenden Welle das Übersetzungsverhältnis geändert wird. Bei den Getrieben dieser Art wird gewöhn lich die Bewegung von der treibenden Welle mit Hilfe der erwähnten Exzenter oder Nocken durch Pleuelstangen oder Kurbeln auf die Treibwellen übertragen. Infolgedes sen ergab sich zunächst eine Beschränkung des Übersetzungsverhältnisses, weil dieses von dem Verhältnis der Länge der Schwinge oder Pleuelstange zu der Kurbellänge ab hängig ist.
Ausserdem wirken diese Getriebe stossweise, so dass die Bewegung der getrie benen Welle keine gleichmässige, sondern eine ungleichförmige ist. Man hat daher schon vorgeschlagen, die Übertragung der Bewegung von der treiben den Welle auf die Zwischenwellen durch Ver mittlung von biegsamen Zuggliedern erfol gen zu lassen, auf die auf der einen Seite durch Drehung der treibenden Welle ein absatzweiser Zug ausgeübt wird und deren andere Enden um mit den Zwischenwellen zu kuppelnde Scheiben, Trommeln oder der gleichen herumgelegt sind.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun, bei Getrieben der letzterwähnten Art eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses in beliebigen Grenzen sowohl während des Stillstandes, als auch während des Betriebes in einfacher und betriebssicherer Weise zu ermöglichen, und zwar wird dieser Zweck dadurch erreicht, dass der Zug auf die Zug glieder durch ein von der treibenden Welle angetriebenes Exzenter mit einstellbarer Ex zentrizität übertragen wird.
Zu dieser Ein stellung wird der Exzenterzapfen zum Bei- spiel mit einer oder mehreren Exzenter scheiben versehen, die exzentrisch in mit der antreibenden Welle verbundenen Umlaufs körpern gelagert sind und in diesen gedreht werden können, so dass dadurch eine Ver schiebung der Achsen des Exzenterzapfens und der treibenden Welle gegeneinander in radialer Richtung stattfindet. Die Drehung der mit dem Exzenterzapfen verbundenen Ex zenterscheiben erfolgt hierbei vorzugsweise durch ein Schnecken- oder Schraubenrad getriebe, dessen einer Teil am Umlaufs körper und dessen anderer Teil an der Ex zenterscheibe angeordnet ist und welches mit einem Differentialgetriebe in Verbindung steht, dessen während des Umlaufes der Welle feststehender Teil von Hand gedreht werden kann.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung, und zwar ist: Fig. 1 ein Querschnitt durch das Ge triebe in Richtung der Linie A-B der Fig. 2; Fig. 2 ist ein Schnitt durch Fig. 1 in Richtung der Linie C-D; Fig. 3 zeigt schematisch den Antrieb bei verschiedener Exzenterstellung, und Fig. 4 ist eine vergleichende Darstellung der Charakteristik des neuen Getriebes im Gegensatz zu den bekannten Kurbelgetrieben. In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist 1 das Gehäuse des Getriebes, welches mit Hilfe des Fusses 2 in beliebiger Weise an dem Fussboden oder an der Wand befestigt werden kann. Das Gehäuse besteht, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, im wesentlichen aus einem mittleren Teil la und zwei seitlichen Deckeln 1b und 1c.
In dem Deckel 1c des Gehäuses ist eine Antriebswelle 3 gelagert, deren aus dem Gehäuse herausragendes Ende eine Riemen scheibe 3a trägt. An dem innern Ende der Welle 3 ist eine Trommel oder ein scheiben artiger Körper 4 angeordnet, der mit der Welle aus einem Stück besteht oder mit ihr fest- verbunden ist. Der Körper 4 ist mittelst Rollenlagern 5 in 'einer senkrechten Zwi schenwand 6 des Gehäuses 1 gelagert. Vor zugsweise ist diesem Körper 4 entsprechend in dem Gehäuse ein in gleicher Weise aus gebildeter scheibenförmiger Körper 4' so an geordnet, dass zwischen den beiden Körpern 4 und 4' ein Zwischenraum vorhanden ist.
Der Körper 4' ist in entsprechender Weise wie der Körper 4 in einer senkrechten Wand 6' des Gehäuseteils ja mittelst Rollenlagern 5' gelagert und wird in später beschriebener Weise mit der gleichen Umdrehungs geschwindigkeit, mit welcher dis Welle 3 den Körper 4 treibt, angetrieben, so dass also die beiden Körper 4 und 4' synchron um laufen. In den beiden Körpern 4 und 4' sind je ein Exzenter 7 bezw. 7' ;gelagert, die durch eine Welle 8 miteinander verbunden sind. Die beiden Exzenter 7, 7' besitzen an ihrem Umfang einen Schneckenkranz 9, mit wel chem je eine in dem Körper 4 bezw. 4' ge lagerte Schnecke 10 in Eingriff steht, so dass man durch Drehen der Schnecken 10 die Exzenter 7, 7' innerhalb der Körper 4 bezw. 4' drehen und dadurch den radialen Abstand der Mittellinie .der Welle 8 von der Dreh achse der Welle 3 einstellen kann.
Zum Zwecke der Drehung ist an dem einen Ende der in dem Körper 4 bezw. 4' gelagerten Schneckenwelle 11 ein Kegelrad 12 befestigt (Fig. 1), welches. mit einer seitlich an einem Zahnkranz 13 vorgesehenen Kegelradverzah- nung 14 in Eingriff steht. Der Zahnkranz 1'8 ist auf einem auf dem Körper 4 fest an geordneten, abgestuften Hohlzylinder 15 drehbar gelagert und an seinem äussern Um fang mit einer Stirnradverzahnung 16 ver sehen, mit welcher eine Anzahl über den Umfang verteilt angeordneter Planetenräder 17 in Eingriff steht. Jedes derselben sitzt auf einer Achsbüchse 18, die lose drehbar auf einem Achsbolzen 18' sitzt.
Die Büch sen 18 sind in einem Ring 19 lose drehbar gelagert, welcher seinerseits ebenfalls lose drehbar auf dem abgestuften Hohlzylinder 15 sitzt, und tragen an ihrem zweiten Ende festsitzend ein weiteres Zahnrad bezw. Pla netenrad 20, welches mit einem an dem äussern Umfang des Hohlzylinders 15 vor gesehenen Zahnkranz 2'1 in Eingriff steht. Ferner kämmen die erwähnten Zahnräder 20 noch mit einem feststehenden Zahnkranz 22. Die beiden Zahnkränze 22 sind in dem Dek- kelteil 1c, beziehungsweise an einer senk rechten Wand 23 des mittleren Gehäuseteils la gelagert und durch Verschraubung oder auf andere geeignete Weise gesichert.
Um die Zahnräder 17 ist noch ein Zahnkranz 25 gelegt, der Aussen- und Innenverzahnung aufweist. Die Innenverzahnung greift in die Zahn räder 17 ein, während die Aussenverzahnung der beiden Zahnkränze 25 mit je einem Zahn rad 26 in Eingriff steht, deren gemeinsame Achse 27 in der senkrechten Wandung 23 des Gehäuseteils 1a und im Deckelteil 1e drehbar gelagert ist und an ihrem aus dem Gehäuse herausragenden Ende ein Hand rad 29 trägt, mit dem sie gedreht werden kann.
Auf der Welle 8 sitzen zwei Scheiben 30, 31, die durch eine Anzahl, im vor liegenden Falle sechs, Zapfen 32 miteinander verbunden sind. Auf den Zapfen 32 sind exzentrisch Rollen oder Scheiben 33 befestigt, um welche die in Form einer Schleife aus gebildeten Enden von Bändern 34- herum gelegt sind. Die Bänder 34 sind um je eine Scheibe 35 herumgeführt, deren Achsen 36 in den Wänden 23, 6' des Gehäuseteils ja des Getriebes und in der Zwischenwand 6 drehbar gelagert sind. Die äussern Enden der Bänder 34 sind an den Scheiben 35 befestigt (Fig. 1), so dass durch Ziehen an den Bän dern 34 die Scheiben 35 in Umdrehung ver setzt werden. Neben den Scheiben 35 sind auf der gleichen Achse sitzende Scheiben 37 vorgesehen, und zwar sind diese Scheiben abwechselnd an der einen und andern Seite der Scheiben 35 angeordnet.
Um die Schei ben 37 sind Ketten oder Bänder 38 herum gelegt, die aus zwei durch eine Feder 39 mit einander verbundenen Teilen bestehen, und die freien Enden der Ketten 38 sind an je einer Scheibe 35 befestigt. Vorzugsweise wählt man etwas voneinander entfernt lie gende Scheiben 35 zur Verbindung mitein- ander, und zu diesem Zweck ist bei der dar gestellten Ausführungsform die Anordnung so getroffen, dass jede der um die neben den Scheiben 35 vorgesehenen Scheiben 37 herum gelegten Ketten 38 an dem einen Ende mit der darauffolgenden Scheibe 35, an dem an dern Ende jedoch mit der zweitnächsten Scheibe 35 verbunden ist, so dass also die Enden der Ketten 38 an einander diametral gegenüberliegenden Scheiben 35 befestigt sind.
Die Ketten 38 haben den Zweck, die Bänder 34 gespannt zu halten, beziehungs weise die Scheiben 35, die durch die Bänder 34 in der einen Richtung gedreht werden. beim Nachlassen des Zuges der Bänder 34 in die Anfangslage zurückzudrehen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, liegen die Bänder 34 in der Mitte der Scheiben 35, und es ist zu beiden Seiten der Bänder 34 je eine Kette 38 vorgesehen.
Die Umfläche der Scheiben 35, auf welcher die Bänder 34 laufen, ist nicht zylindrisch; vielmehr sind die Schei ben 35, wie insbesondere aus Fig. 3 hervor geht, mit einer kurvenförmig gestalteten Oberfläche 40 versehen, welche den Zweck hat, die von der Exzenterwelle 8 durch die Bänder 34 auf die Scheiben 35 übertragene Drehbewegung so zu gestalten, dass beim Ab- und Auflaufen der Bänder 34, welche vorzugsweise aus Stahl hergestellt sind, der betreffenden Scheibe 35 eine gleichförmige Drehbewegung erteilt wird,
obwohl ja in folge der exzentrischen Bewegung der Welle .8 der Angriffspunkt der Bänder 34 an der Exzenterwelle 8 eine ungleichförmige Bewegung in radialer Richtung ausführt. Flierdurch soll eine Gleichförmigkeit der Drehbewegung der Scheiben 35 mindestens während derjenigen Zeit erzielt werden, in welcher die Übertragung der Bewegung von jeder Scheibe 35 auf die getriebene Welle in der noch anzugebenden Weise erfolgt. Die Scheiben 35 sind nach Art von Büchsen ausgebildet und unter Zwischenschaltung von Kugeln, Walzen oder ähnlichen Kör pern 41 in der bei Freilaufkupplungen be kannten Weise auf den Achsen 36 gelagert.
Die Walzen, Kugeln oder dergleichen liegen einerseits gegen die Achse '36 an, anderseits legen sie sich gegen exzentrische Flächen 42 an der Innenseite der büchsenförmigen Schei ben 35, so dass bei der Drehung in der einen Richtung, nämlich in derjenigen, in welcher durch die Bänder 34 ein Zug auf die Scheiben 35 ausgeübt wird, diese mit der Achse 36 gekuppelt sind, während bei der Drehung in umgekehrter Richtung die Scheiben 35 freilaufen und die Achsen 36 stehen bleiben. Man kann bei der Formung der Kurvenflächen 40 diese so gestalten, dass während der Zeit, in welcher die Kupp lung durch die Kupplungskörper 41 erfolgt, die Bewegung der Scheiben 35 eine rasche ist, um die Kupplung in kurzer Zeit herbei zuführen. Auf den Achsen 36 sitzen Zahn räder 43 (Fix. 2), welche rings um ein Zahnrad 44 angeordnet sind und mit diesem Zahnrad kämmen.
Das Zahnrad 44 sitzt innerhalb des Deckelteils 1b des Gehäuses 1 auf dem Ende der als Hohlwelle ausgebil deten angetriebenen Welle 45, die an ihrem äussern Ende einen Kupplungsflansch 46 trägt. Innerhalb der Hohlwelle 45 ist eine mit dem das Exzenter 7' umschliessenden Körper 4' fest verbundene oder aus einem Stück bestehende Achse 47 angeordnet.
Die Arbeitsweise des Getriebes ist fol gendes Da die Welle 8 exzentrisch zu der treibenden Welle 3 steht, findet beim Um lauf der Welle 3 infolge der exzentrischen Bewegung der Welle 8 ein Ziehen bezw. Nachlassen der Bänder 34 statt. Beim jedes maligen Ziehen werden die Scheiben 35 ge dreht, mit der zugehörigen Achse oder Zwi schenwelle 36 gekuppelt und dadurch unter Vermittlung der Zahnräder 43 eine Dreh bewegung auf das Zahnrad 44 und die Welle 45 übertragen. Während des zweiten Teils der Exzenterbewegung, bei welcher die Bän der 34 nachgelassen werden, werden die Scheiben 35 durch die Federn 39 und die Ketten 38 in umgekehrter Richtung gedreht, wobei sie sich von den Achsen 36 entkuppeln, um in ihre Anfangslage zurückzukehren.
Durch die Anordnung einer Anzahl, zum Beispiel sechs, Scheiben 35 erfolgt jederzeit ein Antrieb durch eine Anzahl von Zahn rädern 43, und da es durch die Ausgestal tung der Kurvenflächen 40 möglich ist, den Zahnrädern 43, solange sie das Zahnrad 44 treiben, eine gleichförmige Umdrehungs geschwindigkeit zu geben, so ergibt sich auch eine vollkommene Gleichförmigkeit der Um drehung der getriebenen Welle 45.
Das Übersetzungsverhältnis zwischen der treibenden Welle 3 und der getriebenen Welle 45 kann durch Einstellung der Ex zentrizität der Welle 8 gegenüber der Welle 3 geregelt werden. Die Wirkungsweise der bereits oben beschriebenen Einstellvorrich tung ist folgende: Während des Umlaufes der Welle 3 ist der Körper 4 mit dem die Welle 8 tragenden Exzenter 7 fest gekup pelt, da ja zwischen der in dem Körper 4 gelagerten Schnecke 10 und der Schnecken- ra.dverzahnung des Exzenters 7 Selbst hemmung vorhanden ist. In entsprechen der Weise ist auch der Körper 4' mit der Welle 8 gekuppelt, so dass die bei den Körper 4, 4' synchron umlaufen.
Da die Schneckenwellen 11 durch das an ihrem Ende befestigte Kegelrad 12 mit der Kegelradverzahnung 14 des Zahnkranzes 1'3 in Eingriff stehen, wird der Zahnkranz 13 da durch gewissermassen mit dem Körper 4 bezw. 4' gekuppelt, läuft also ebenfalls, und zwar mit der gleichen Geschwindigkeit wie dieser um. Die Stirnradverzahnung 16 des Zahnkranzes 13 setzt demnach bei der Dre hung die mit ihr in Eingriff stehenden Zahn räder 17 in Umdrehung. Da die Zahnräder 17 mit dem gewöhnlich stillstehenden Dop pelzahnkranz 25 in Eingriff stehen, müssen sie sich zwischen diesem stillstehenden Zahn..
kranz und dem umlaufenden Zahnkranz 13 abwälzen, wobei der die Achse 18 der Zahn räder 17 tragende Ring 19 um den Hohl zylinder 15 umläuft. Dieser Umlauf wird auch dadurch erzwungen, dass die mit den Zahnrädern 17 auf der gleichen Achse sit zenden Zahnräder 20 einerseits mit dem Kranz 21, der mit der gleichen Geschwindig keit umläuft wie der Kranz 13, und ander seits mit dem feststehenden Zahnkranz 22 in Eingriff stehen. Natürlich müssen die Zahnräder 17 und 20 gleichen Durchmesser und Zähnezahl haben, ebenso wie auch die Zahnkränze 21 und 22 vollständig den Zahnkränzen 16 und 25 entsprechen müssen.
Es ist demnach während des gewöhn lichen Laufes des Getriebes eine feste Kupplung zwischen der Welle 3 und der Welle 8 vorhanden, ohne dass das Zahn getriebe diese feste Verbindung irgendwie stört. Soll nun eine relative Verdrehung der Welle 3 und der die Welle 8 tragenden Ex zenter 7, 7' gegeneinander vorgenommen wer den, so ist es nur notwendig, das Hand rad 29 in der einen oder andern Richtung zu drehen. Durch diese Drehung werden die beiden Zahnkränze 25 und dadurch auch die mit ihnen in Eingriff stehenden Zahnräder 17 um einen entsprechenden Winkel gedreht. Da nun die zusammengehörenden Räder 17 und 20 je fest auf der gleichen Achsbüchse 18 sitzen, muss zufolge der Drehung der Zahnräder 17 ein entsprechendes Abrollen der Zahnräder 20 auf dem feststehenden Zahnkranz 22 stattfinden.
Dadurch rollen sich die durch die Drehung der Zahnräder 25 in Drehung versetzten Zahnräder 17 auf dem Innenzahnkranz der letzteren ab und erhalten dadurch eine zusätzliche Drehbewegung. Durch die .Zahnräder 17 und 20 werden die Zahnkränze 13, 21 gleichsinnig gedreht; aber, da der Zahnkranz 25 vom Handrad 29 aus gedreht wird, der Zahnkranz 22 dagegen feststeht, und die beiden Zahnräder 17 und 20 eine gleiche Wegstrecke auf den Zahn kränzen 25, 22 abrollen, mit verschiedener Geschwindigkeit. Die Folge davon ist, dass sich der Zahnkranz 13 und damit die Kegel radverzahnung 14 relativ zu dem Körper 4 bezw. 4', auf welchem der den Zahnkranz 21 tragende Hohlzylinder 15 befestigt ist, dreht und infolgedessen auch durch das Kegelrad 12 die zugehörige Schnecke 10 um 'einen ent sprechenden Winkel nach der einen oder an dern Richtung verdreht.
Die Schnecke 10 bewirkt aber wiederum eine Verstellung der Körper 4 bezw. 4' und der Exzenter 7 bezw. 7' gegeneinander, wodurch eine Änderung des radialen Abstandes der Welle 3 von der Exzenterwelle 8 herbeigeführt wird.
Fig. 4 zeigt noch einen Vergleich zwi schen einem Antrieb der bisher bekannten Art, bei welchem die Übertragung der Be wegung durch Pleuelstangen und Kurbeln, also mit Hilfe von Zahngesperren erfolgt. gegenüber dem Antrieb gemäss der Erfin dung. Es sind dort zwei Kurven gezeichnet. In dieser Figur sind in senkrechter Rich tung, also auf der Abszissenachse, die Schalt- wellenwinkelgeschwindigkeiten und in wag rechter Richtung, also auf der Ordinaten achse, die Exzenterwinkelwege dargestellt. Die strichpunktierte Kurve 50 zeigt den Ver lauf der einzelnen Antriebsstösse durch die Pleuelstangen und Kurbeln bei Vorhanden sein von sechs Schaltelementen. Es ist zu ersehen, dass die einzelnen Schaltstösse sich so überdecken, dass das Ergebnis eine un gleichförmige Kurve ist.
Das Getriebe läuft also ungleichförmig, und es entsteht dadurch eine Ratterbewegung und ein lauter Gang. Die Kurve 51 dagegen zeigt den Verlauf der Winkelgeschwindigkeit der angetriebe nen Welle bei Anwendung der Erfindung, und zwar ebenfalls bei sechs Schaltelementen. Es ist zu ersehen, dass die einzelnen, die Kurve zusammensetzenden Teile nach kur zem, raschem Anlauf einen wagrechten Ver lauf aufweisen, worauf dann wieder ein rascher Abfall folgt. Die einzelnen Kurven teile überdecken sich so, dass' die gleichmässi gen Teile einander fortsetzen, so dass also tatsächlich während des ganzen Antriebes eine vollkommen gleichmässige Geschwindig keit vorhanden ist.
Natürlich sind die einzelnen in der Zeich nung dargestellten Elemente, aus denen das Getriebe zusammengesetzt ist, nur als Bei spiele angegeben, und es können an diesen verschiedenartige bauliche Abänderungen vorgenommen werden, ohne dass der Schutz umfang überschritten wird. In gewissen Fällen wird es beispielsweise genügen, nur 'einen Körper 4 für die Lagerung des Ex zenterzapfens und dementsprechend auch nur ein Exzenter, sowie ein Zahngetriebe zur Ein stellung der Exzentrizität vorzusehen. Fer ner kann auch die Anzahl der Scheiben 35 den jeweiligen Verhältnissen entsprechend gegenüber dem dargestellten Ausführungs beispiel grösser oder geringer gewählt wer den.
Die Verbindung zwischen der Exzenter welle und den die Scheiben 35 tragenden Zwischenwellen 36, sowie die Rückdrehung erfolgen vorzugsweise durch Stahlketten, Seile oder Bänder, obwohl man natürlich hier auch Riemen oder Seile aus einem an dern Stoff, wie Leder, Hanf oder dergleichen, verwenden kann.