DE403294C - Zahnraederwechselgetriebe - Google Patents

Description

• Zahnräderwechselgetriebe. Zahnräderwechselgetriebe dienen dem Zwecke, die Umdrehungszahl einer Arbeitsmaschine zu ändern, und erreichen diesen Zweck meist dadurch, daß Zahnräder ineinandergeschoben und daß Kupplungen gewechselt werden. Dabei treten stets schädliche Stöße auf. Bei dem Getriebe gemäß der Erfindung sollen die Stöße dadurch vermieden werden, daß zwei umlaufende Teile nur dann miteinander verbunden werden, wenn ihre Relativgeschwindigkeit Null oder sehr klein ist.
• Eine Ausführungsmöglichkeit mit drei Übersetzungen ist in den Abb. i und 2 angegeben. Abb. i stellt das Getriebe zum Teil im Längsschnitt dar, Abb. 2 die Ansicht von rechts in Richtung der Achsen. Von der Kraftmaschine kommt die Welle k, zur Arbeitsmaschine führt die Welle a. Auf der Welle k sitzen die Zahnräder b2, c2 und d. fest. Diese kämmen dauernd mit den Rädern b1, cl bzw. dl. Mit jedem der letzteren Zahnräder fest verbunden läuft je eine Scheibe, und zwar ist die Scheibe b mit dem Rade b1, c mit dem Rade cl und d mit dem Rade dl verbunden. Die Verbindung zwischen den Scheiben und den Zahnrädern stellen drei ineinanderlaufende Wellen, eine volle und zwei hohle, her. Die Scheiben sind am Umfang gesperrartig gezahnt. Die Welle a trägt einen Arm e, in dem Klinken f gelagert sind. Diese greifen in die zugehörigen gezahnten Scheiben unter dem Druck der Feder g ein, falls ihnen dieses der Steuerbogen h gestattet. Dieser hebt die Klinken an. Nur die eine kann in das Gesperre eingreifen, vor welcher der Einschnitt i des Steuerbogens h steht. Dadurch ist die Sicherheit gegeben, daß stets nur ein Gang eingeschaltet ist. Der Steuerbogen h kann durch den mit ihm fest verbundenen "Hebel L und die auf der Welle a mittels des Schalthebels m verschiebbare Hülse n verstellt werden. Die mittlere Scheibe c ist eingeschaltet gezeichnet. Die Lagerstellen für die Wellen sind mit o bezeichnet.
• Der Schaltvorgang ist folgender: Schaltet man ins Langsame, also z. B. von Rad b1 auf Rad cl, dann läuft die Welle a mit dem Arm e schneller als die Scheibe c, infolgedessen rasselt die Klinke f auf der Scheibe c. Die Umlaufzahl der Arbeitsmaschinenwelle vermindert sich aber, bis die Relativgeschwindigkeit am Freilauf c gleich Null ist. Von da ab treibt die Scheibe c wieder den Arm e durch die Klinke f.
• Schaltet man dagegen ins Schnelle, also z. B. von Rad dl auf Rad cl, dann wird die Klinke f zwar auch von dem Steuerbogen h freigegeben, sie fällt jedoch nicht in die gezahnte Scheibe c, weil sie als doppelarmiger Hebel mit dem Drehpunkt P ausgebildet ist und durch den Bügel q, welcher mit Reibung an der Scheibe c gleitet, angehoben bleibt, solange die Scheibe c schneller läuft als Welle a.
• Die Relativgeschwindigkeit würde sich diesmal vergrößern. Neu ist hier der Gedanke, durch den Schaltvorgang auf die Kraftmaschine in dem Sinne einzuwirken, daß diese ihre Umdrehungszahl vermindert. Dies geschieht in folgender Weise: Der Hebel r, welcher sich um einen am Hebel h festen Punkt dreht, hat sich ein Stück im Uhrzeigersinne verdreht, da die Nase der Klinke f ihn nicht niederdrückt, und hat dabei die Hülse s nach links verschoben. Diese nimmt den doppelarmigen Winkelhebel t mit, dessen Drehpunkt am Hebel m fest ist. Das Schalten ins Schnelle wird dadurch bewirkt, daß man den Hebel m nach links bewegt. Dabei ergreift der jetzt angehobene Haken des Hebels t eine der Scheiben u und nimmt die Stange v mit, welche auf den Regler der Arbeitsmaschine (Nebenschlußregler bei Elektromotoren, Drosselklappe bei Wärmekraftmaschinen, Spannrolle bei Riemenantrieben usw.) im Sinne der Verminderung der Umdrehungszahl einwirkt. Sobald die Umdrehungszahl der Kraftmaschine so klein geworden ist, daß die Relativgeschwindigkeit zwischen der Scheibe c und dem Arm e sich umkehrt, wird die Klinke f durch dieFeder g auf die gezahnteScheibe c niedergedrückt, der Hebel r wird von der Klinke f ebenfalls niedergedrückt, nimmt die Hülse s und den Winkelhebel t mit, die Scheibe 2a wird vom Haken frei, und die Stange v schnellt unter dem Druck der Feder w in ihre normale Lage zurück, wodurch die Kraftmaschine wieder auf volle Umlaufzahl kommt. Die Arbeitsmaschine wird also durch den Motor auf die neue, höhere Umlaufzahl beschleunigt, während bisher meist die Reibung an einer Kupplung zum Beschleunigen benutzt wurde. Man kann sagen, der Motor »holt sich« den schnelleren Gang.
• Anstatt mehrere Klinken zu steuern, kann man auch eine Klinke von einer Scheibe zur andern verschieben. Bei beiden Ausführungen ist es unmöglich, zwei Gänge gleichzeitig einzurücken.
• Die Klinken und die Verstellung des Kraftmaschinenreglers können auch elektrisch statt mechanisch gesteuert werden.
• Von den zahlreichen Ausführungsmöglichkeiten ist noch eine in den Abb. 3 bis 5 dargestellt. Abb. 3 zeigt den Längsschnitt durch die treibende und die getriebene Achse, Abb. q. und 5 einen Schnitt durch das Rad b1 senkrecht zur Achse. Die Buchstaben gelten sinngemäß wie in Abb. i und 2.
• Hier istdieArbeitsmaschinenwelle eine starke Hohlwelle, -auf der die Zahnräder lose laufen. Die Räder tragen innen die Freilaufverzahnung x, die Klinken f sind in der Welle a gelagert. Sie werden ausgehoben durch eine Schiebewelle h, welche infolge der Aussparung i nur einer Klinke gestattet, in das zugehörige Rad einzugreifen.
• Das Schalten ins Langsame erfolgt sinngemäß wie oben.
• Beim Schalten ins Schnelle, z. B. von Rad cl auf Rad b1, wird die Klinke f am Einfallen in die Innenverzahnung des Rades bi durch eine Hülse q verhindert, die mit Reibung in der Bohrung des Rades b1 liegt. Die Drehbewegung der Hülse q wird durch den Stift z begrenzt. Beim Schalten bleibt der Haken y an der Klinke f hängen, während die Schiebewelle h und der Schalthebel m weiter nach rechts bewegt werden. Diese relative Verschiebung zwischen h und r wird durch den Hebel t auf einen Bowdenzug v und durch diesen auf den Regler der Kraftmaschine übertragen, so daß die Kraftmaschine ihre Umlaufzahl verlangsamt. Sobald die Relativgeschwindigkeit zwischen der Welle a und dem Rad bi ihre Richtung ändert, wird die Hülse q verdreht, die Klinke f fällt durch eine Aussparung der Hülse q hindurch in die Verzahnung, Haken y schnellt unter der Wirkung der Feder w zurück und wirkt durch den Bowdenzug v auf den Regler der Kraftmaschine im Sinne der Erhöhung der Umlaufzahl. Das Rad b1 treibt jetzt über Klinke f die Arbeitsmaschinenwelle a.
• Man braucht sich auf die Reibung der Hülse q im Rade b1 nicht zu verlassen. Man kann vielmehr die Kante der Aussparung der Hülse g unter dem Druck der Klinkenfeder g in die Zahnlücke des Rades b1 eintreten lassen, so daß bei Umkehr der Relativbewegung der Sperrzahn die Hülse q zurückschiebt, s. Abb. 5..
• An die Stelle des Freilaufs kann eine nach beiden Drehrichtungen ziehende Kupplung treten für den Fall, daß gelegentlich die Kraftmaschine von der Arbeitsmaschine getrieben werden soll (als Bremse dienen soll).

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Zahnräderwechselgetriebe, bei dem jeder Gang mit einer Kupplung versehen ist, von denen eine beim Schalten freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Verbindung mit der anzutreibenden Welle (a) bewirkender Teil (Kupplungsstein, Welle f) durch einen am anderen Kupplungsteil sitzenden Reibring oder ein ähnliches Mittel so lange am Einfall in den anderen Kupplungsteil gehindert wird, bis die Relativgeschwindigkeit an der Kupplungsstelle Null oder sehr klein geworden ist, während die anderen Kupplungen in geöffnetem Zustande verriegelt sind.
2. 2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schalten ins Schnelle ein Teil (r) der Schaltstange (h) an dem Kupplungsstein (f) derjenigen Kupplung, welche eingerückt werden soll, hängenbleibt und der Unterschied in der Bewegung dieses Teiles (y) und der Schaltstange (h) auf ein Glied (v) übertragen wird, welches die Kraftmaschine verlangsamt, und daß im Augenblick des Einfallens des Steines (f) der gewählten Kupplung der Teil (r) freigegeben wird, so daß die Kraftmaschine wieder auf die normale Umlaufzahl kommt.