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Stufenlos schaltbares Getriebe, insbesondere für landwirtschaftliche
Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos regelbares bzw.
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schaltbares Getriebe, insbesondere für landwirtschaftliche Maschinen
und unter diesen vor allem für den Antrieb von Drillmaschinen, die zum Ausstreuen
von Saatgut oder Diinger bestimmt sind.
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Da die Anforderung an die Genauigkeit derartiger Maachinen, insbesondere
Drillmaschinen, heutzutage ständig steigt, besteht das Bedürfnis, solche Maschinen
stufenlos regeln zu können, z. B. um bei einer Drillmaschine die gewünschten Aussaatmengen
beliebig und stufenlos einzustellen. Für derartige landwirtschaftliche Zwecke sind
die auf anderen technischen Gebieten üblichen stufenlos einstellbaren Schaltgetri.be
wegen ihrer Komplikatisl a und Fertigunskosten und Abstimmung auf andere Anforderuegen
hinsichtlich Drehzahlbereich und Leistung wenig geeignet. Andererseits kommt es
heutzutage auch in der Bandwirtschaft darauf an, trotz für den landwirtschaftlichen
Betrieb geeigneter robuster Ausführung und geringen Anforderungen an die Wartung
stufenlos regelbare Sohaltgetriebe mit hoher Genauigkeit der Regelung einzusetzen.
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Pür lsndwirtsohaftliche Zwecke ist bisher die Awendung von
Antriebsschaltgetrieben
bekanntgeworden, die mit Hilfe von verstellbaren Reibscheiben oder Reibringen arbeiten.
Solche regelbaren Antriebe haben sich aber nicht als genügend zuverlässig erwiesen,
insbesondere aus dem Grunde, daß sie für verhältnismäßig geringe Betriebsdrehzahlen
ausgelegt sind und die zug übertragenen Drehmomente hoch sind Bei diesen bekannten
Betrieben bzw. Antrieben sind die jeweils arbeitenden Kontaktflächen so klein, daß
infolge der hohen Drehmomente übermäßiger Verschleiß auftritt.
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Es ist auch ein Getriebe bekanntgeworden, bei dem die Regelung der
Übersetzung mit Hilfe einer verstellbaren Kurbel, zugeRPigen Schubstangen und Freiläufen,
die auf die Abtriebswelle arbeiten, in der Weise erfolgt, daß durch Verändern des
Kurbelradius' die veränderliche Einstellung der Drehzahl bewirkt wird. Bei der bekannten
Ausführung werden zwei Kurbeln serwendet, die abwechselnd in Tätigkeit treten.
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Diese bekannte Konstruktion hat folgenden Nachteil: Bedingt durch
die Kinematik des Kurbeltriebes ist die Abtriebsgeschwindigkeit weitgehend ungleichförmig.
Auch ist eine Drehzahlverstellung nur bei stillstehendem Getriebe möglich, da diese
Einstellung an der Antriebswelle selbst, nämlich den auf dieser befindlichen Exzentern
erfolgen muß, die die Kurbeln bilden.
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Es ist auch nur mit sehr hohem technischen Aufwand möglich, ein solches
Getriebe durch ein allseits dieses umfassendes Gehäuse vor äußeren Einflüss)tn zuschützen
und die zu schmierenden Getriebeteile ia einem Ölbad laufen zu lassen.
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Die letztgenannten Nachteile hat auch ein für landwirtschaftliehe
Zwecke entwickeltes, stufenlos einstellbares Getriebe, bei des zwischen Antriebswelle
und Abtriebewelle zwei Gelenkrierecke hinteminander geschaltet sind, deren Abtriebsschwingwinkel
mittels einer Kurbel und einer Gewindespindel, die aa Lenker des .ic*ea nachgeschalteten
Gelenkvierecks angreift, von .0 bis zu ein.i Maximum verstellbar ist, wobei dieses
Gelenkriereck
über einen Freilauf (Freilaufkupplung) auf die Abtriebswelle
arbeitet. Auch dieses Getriebe gestaltet sich in Aufbau und Raumbedarf zu umständlich
und aufwendig, insbesondere unter Berücksichtigung des Umstandes, daß j Jeder derartige
Schwingantrieb in der Praxis mindestens zwei oder drei Schwingkurbeln und zugehörige
Freiläufe an der Abtriebowelle erfordert, um diese einigermaßen gleichmäßig über
den Drehwinkel von 3600 anzutreiben. Das letztgenannte bekannte Getriebe müßte also
mit der uaständlichen Hintereinanderschaltung je zweier Gelenkvierecke je zwei-
bis dreimal mit besonders hohem Aufwand für ein und dieselbe Abtriebswelle vorgesehen
werden0 Die Erfindung geht nur insofern von den bekannten, stufenlos verstellbaren
Antriebegetrieben aus, als die Abtriebswelle durch mehrere Freiläufe und eine entsprechende
Anzahl von Kurbeln,** z. B. in Form von Exzentein, der die auf der treibenden Welle
fhr @@@en angetrieben wird. Die Erfindung erreicht aber die durch sie angestrebte
Vereinfachung und Verbilligung des Aufbaus und besondere Eignung des Getriebes für
landwirtschaftliche Zwecke der eingangs genannten Art dadurch, daß die ### auf der
Antriebswelle sitzenden Excenter oder Kurbeln mit dem jeweils zugehörigen Freilauf
(Freilaufkupplung) durch je eine Lenker-Schubstange gelenkig verbunden ist, die
mittels einer ständig in gleicher Richtung wirkenden Kraft, z. B. einer Feder mit
einem mit ihr verbundenen Gleitstück oder einer Rolle gegen eine Kreisförmige Führungsbahn
gezogen wird, deren Krümmung smittelpunkt in der Nullage in oder annähernd' im Anlenkpunkt
eines den zugehörigen Freilauf betätigenden turbelarnes liegt und die aus dieser
konzentrischen Lage heraus in eine Arbeitslagenstufenlos verschwenkbar ist, in dliche,
nach Maßgabe des Verschwenkwinkels eingestellte Drehzahlen auf die Abtriebswelle
übertragen werden.
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*vorzugsweise mit gleichbleibendes Kurbelradius Die kreisförmige Führungsbahn
ist gesäß der Erfindung vorzugsweise eine einseitige Führungsbahn, an der die Schubstange
unter dem Zug einer Feder anliegt. Würde als Führungsbahn, wie es im Rahmön der
Erfindung möglich ist, eine in sich geschlossene
Schlitzkurve mit
zwei kreisförmigen Flächen verwendet, zwischen denen eine Rolle oder ein Gleitschuh
der Schubstange hin- und herbeweglich ist, so wurde sich zwar die Verwendung einer
Feder oder sonstigen zur Kurve hin wirkenden ständigen Kraft erübrigen, ergäben
sich aber unerwttnschte Reibungeri innerhalb des Kurvenschlitzes. Indessen kann
auch bei der erstgenannten, einseitig von einer Rolle beaufschlagten Steuerkurve
bzw. FUhrungsbahn anstelle der Rolle ein einseitig an die Führungsbahn anliegendes
Gleitstück verwendet werden, und dieses kann in geeigneter Weise gleitbar an der
Steuerkurve mittels Haken oder dgl. derart angreifen, daß es immer an die Kurvenbahn
anliegt und keiner Feder zur Anlage bedarf. In beiden Fällen sollte das Gleitstück
gegenüber dem die Schubstange bildenden Lenker verschwenkbar sein. Auch im Falle
der Verwendung einer Rolle kangdas Ende der Schubstange mit schwenkbaren Haken,
z. 3. federnden Haken, auch bei Verschwenkung der Führungsbahn in Anlage an dieser
gehalten werden.
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Die gemäß der Erfindung bevorzugte Verwendung von Exzentern auf der
Antriebswelle hat den Vorteil gegenüber Kurbeln, daß mehrere solche Exzemter-Schubstange-Freilauf-Kopplungen,
vorzugsweise drei, mit geringerem Raumbedarf relativ nahe beieinander etwa in den
drei Ebenen der Exzenterbewegung für ein und dieselbe Abtriebswelle verwendet werden
können. Alle diese Kopplungen sind natürlich/vorzugsweise nur einer Führungsbahn
zugeordnet.
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die durch ein und denselben Verstellhebel verschwenkbar ist, der vorzugsweise
an der Gehäusewand, zweckmäßig entlang einer Skala für die einzustellenden Drehzahlen,
geführt und - z. B.
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mittels eines Stellgriffes - in der gewählten Einstellage feststellbar
ist.
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Gemäß der Erfindung kann die stufenlose Drehzahlverstellung sowohl
im Stillstand als auch während des Laufes des Antriebes erfolgen, und der Antriebsmechanismus
kann in einem geschlossenen Gehäuse bequem untergebrach+kerden, daß mit Schmieröl
gefüllt werden kann.
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In der sogenannten Nullage der Führungsbahn, in der der Krümmungsmittelpunkt
der Führungskurve in oder annähernd dem Anlenkpunkt des zugehörigen Freilaufs liegt,Iihrt
die Schubstange lediglich eine schwingende Bewegung ohne Bewegung in ihrer Längsrichtung,
d.h. eine Schwingbewegung um den Anlenkpunkt aus, so daß keine Drehbewegung an der
Abtriebswelle stattfindet.
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Eine solche Übertragung von Drehbewegungen findet erat statt, wenn
die Führungsbahn im Uhrzeigersinn oder imGegenuhrzeigersinn aus der Nullage i h
eine Arbeitsstellung um einen Winkel verschwenkt wird, der umso größer sein muß,
je größer die gewünschte Drehzahl ist. - Der Anlenkpunkt der Exzenter an die zugehörige
Schubstange liegt zweckmäßig nahe bei der BEhrungsbahn zwischen den ihr benachbarten
Ende und dein gegenüberliegenden Ende der Schubstange.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Getriebe
in Seitenansicht bei seitlich geöffnetem Gehäuse, wobei sich die Führungsbahn in
einer Arbeitsstellung befindet, in der eine Drehung der Abtriebswelle erfolgt; Fig.
2 einen Schnitt durch das Getriebe nach Fig. 1; Fig. 3 eine zweite der Fig. 1 ähnliche
Seitenansicht, wobei sich die Führungsbahn jedoch in der Nullage befindet, in der
auf die Abtriebswelle eine Drehbewegung nicht üb rtragen wird, und Fig. 4 eine schematische
Darstellung des Kurbeltriebes für die Ausführungsforin nach rig. 1 bis 3 in seinen
beiden Totpunktslag en.
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Das Getriebe ist wie folgt aufgebaut: Ein (nicht gezeichneter) Antrieb,
der von den Laufrädern eines Fahrzeugs, z.B. einer Drilimaschine oder von einem
Antriebsmotor abgeleitet sein kann, wird als Drehbewegung bei 1 auf eine im Gehäuse
21 gelagerte Exsenterwelle 2 des Getriebes übertragen, auf der Exzenter 3a, Db und
3c sitzen. Diese Exzenter sind gegeneinander um 1200 versetzt. Jeder Exzenter trägt
eine Kurbel mit Exzenterringen 4a bzw. 4b bzw. 4c. Diese steht über je ein Gelenk
5 mit je einer Schubstange 6 in Verbindung. Die Schubstange 6 ist über Je ein Gelenk
7 mit je einer Schwinge 8 verbunden, die je einen Freilauf 9 umschließt, der auf
der im Gehäuse 21 gelagerten Abtriebswelle 10 angeordnet ist und in Pfeilrichtung
als Freilaufkupplung für diese Welle wirkt.
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Das andere Ende der Schubstange 6 trägt an einem Achszapfen 11 eine
laufrolle 12. Diese stützt sich an der kreisförmigen Frungsfläohe', 13a,.einer Führungsbahn
13 ab, welche auf einer im Gehäuse 21 gelagerten Welle 14 sitzt. Die Welle 14 steht
über einen fest mit ihr verkeilten Hebel 15 mitFiner Stellvorrichtung 16 in Verbindung,
die entsprechend einer auf dem Gehäuse angebrachten Skala 17 auf die jeweils gewünschte
Drehzahl bzw. Geschwindigkeit der Abtriebswelle 10 eingestellt werden kann. An einem
Ansatz 18 der Schubstange 6 greift eine Zugfeder 19 an, die mit ihrem anderen Ende
bei 20 mit einer Wandung des Getriebegehäuses 21 verbunden ist und die Rolle 12
in Anlage an der Führungsfläche 13a hält.
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Das Getriebe arbeitet wie folgt: Erfolgt eine fortlaufende Drehung
der AntriebswelleJ'2, so beschreibt jeder der Exzenter 3a, 3b, 3c eine Kurbelbewegung,
die durch die Kurbelstange 4a bzw. 4b bzw 4c auf die zugehörige Schubstange 6 übertragen
wird. Bei der Einstellung der FUhrungsbahn entsprec end der Fig. 3 deckt sich der
Anlenkpunkt 7 der Schubstange mit dem Krümungsradius der Führungsbahn 13. Infolgedessen
kommt lediglich eine schwingende Bewegung der Schubstange 6 um ihr Gelenk 7
zustande,
und es erfolgt keine Drehung der Abtriebswelle. Wird hingegen die Fiffirungsbahn
z,B. entsprechend der Fig. 1 aus ihrer Symmetrielage heraus durch die Stellvorrichtung
16 eingestellt, so kommt zu der schwingenden Bewegung der Schubstange6 eine hin-
und hergehende Bewegung in ihrer Längsrichtung hinzu.
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Diese versetzt die Schwinge 8 in eine schwingende Bewegung, elche
durch den Freilauf 9 über den Winkelweg der Schwinge 8 als rotierende Bewegung auf
die Welle 10 übertragen wird. Zur Erzielung einer weitgehend gleichmäßigen Umlaufgeschwindigkeit
der Abtriebswelle 10 ist dieser Vorschubmechanismus der drei Freiläufe 8 bzw. der
drei Exenterkurbeln 4a, 4b, 4c Jeweils um 1200 versetzt, dreifach angeordnet, wie
in strichpunktierten Linien in Fig. 1 und 3 dargestellt ist.
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Fig. 4 zeigt schematisch die Kinematik Jedes der drei Exzenter-Sc+lubstalgen-Freilaufantriebe
für den Betriebsfall der Fig. 1 in seinen beiden Totpunktslagen. Die Exzenterkurbel
4 des Exzenters 3 befindet sich bei 22 in ihrer ersten Totpunktslage und macht in
Pfeilrichtung 23 ihre Arbeitsbewegung bis in den zweiten Totpunkt 24, Diese Bewegung
beträgt in bekannter Weise etwas mehr als 1800. Dabei hat sich die Rolle 12 von
ihrer oberen Totpunktslage an der Kurvenführung 13 in ihre untere Totpunktslage
bewegt, während das andere Ende der Schubstange 6 die Schwinge 8 am Freilauf 9 von
der ersten Totpunktslage 22' in die zweite fotpinktslage 24' bewegt und den Freilauf
um einen entsprechenden Winkel in Pfeilrichtung 26 angetrieben hat.