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Getriebe zur Bewegungsumsetzung.
Gegenstand der Erfindung ist ein Getriebe zur Bewegungsumsetzung, bei dem eine Drehbewegung in eine Drehbewegung verbunden mit einer Hin-und Herbewegung, oder umgekehrt, überführt wird.
Das Getriebe ist dadurch gekennzeichnet, dass die treibende Welle mit der angetriebenen Welle vermittels zweier Organe unter Zwischenschaltung zweier Gelenke verbunden ist, von welchen Gelenken mindestens eines ein Universalgelenk sein muss, wobei der Schnittpunkt der beiden geometrischen Drehachsen des Universalgelenkes sich ausserhalb der Drehachse des Antriebs-oder des angetriebenen Organs, dem das Gelenk angehört, befindet.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch eine beispielsweise Ausführungsform des Getriebes.
Die Fig. 1 und 2 sind eine Seitenansicht und eine Draufsicht, während die Fig. 3 und 4 ebenfalls eine Seitenansicht und eine Draufsicht sind, in denen aber gewisse Teile in anderer Stellung gezeigt werden. a ist die Triebwelle, die in Lagern b, c aufruht, in denen sie sich wohl drehen, nicht aber axial verschieben kann. An dem einen ihrer Enden ist sie mit einer Antriebshandkurbel d versehen und an ihrem ändern Ende, senkrecht zur Horizontalachse t der Welle a, mit einer Kurbel e. Das andere, angetriebene Organ wird durch eine Welle g gebildet, die in Lagern h, i getragen ist, in denen sie sich um die Horizontalachse j drehen und auch axial verschieben kann. Die Achse j befindet sich in derselben Horizontalebene wie die Achse t.
Zwischen der Kurbel e der Welle a und der Welle g ist eine Pleuelstange k angeordnet, die das Verbindungsorgan darstellt und mit der Kurbel und der Welle durch ein Gelenk verbunden ist. Sie weist zwei Querstücke w, x auf, von denen das eine, w, um die Achse v der Kurbel e drehbar, aber auf dieser nicht verschiebbar ist, während das andere Querstück x auf der Welle g befestigt ist, ferner zwei Längsstücke y, z, die sich auf den Teilen w, x um die Achsen , m, die erstere quer mit
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der Platte m in verschiedenen Stellungen.
Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist wie folgt : Wenn die beiden Achsen t, j der Wellen a, g zusammenfallen, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, so wird die der Kurbel d erteilte Drehbewegung ohne weiteres auf die Welle g übertragen, d. h. diese hat jederzeit die gleiche Winkelgeschwindigkeit wie die
Welle a. Sie wird auch keinerlei axiale Bewegungen ausführen.
Es sei nun angenommen, dass man die Achse f durch Drehung der Platte n in die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Stellung bringt, wobei die Achse f statt mit der Achse j zusammenzufallen, einen bestimmten Winkel u mit dieser einschliesst. Im Laufe einer Umdrehung der Kurbel d beschreibt der Schnittpunkt der Achse m und der Längsachse v der Kurbel e einen Kreis, der sich in einer Vertikalebene befindet, die schräg-und nicht mehr senkrecht - zur Achse j ist. Hieraus folgt, dass die Welle g, zusätzlich zu ihrer Drehbewegung noch eine Hin-und Herbewegung erhält.
Es ist ausserdem zu beachten, dass, wenn man der Kurbel d eine gleichmässige Winkelgeschwindigkeit erteilt, die Winkelgeschwindigkeit der Welle g sich im Verlaufe
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jeder Umdrehung zwischen-einem Höchstwert und einem Mindestwert verändert. Dabei bestehen zwei um 180 auseinanderliegende Punkte, in denen sie den gleichen Höchstwert" und zwei gleichfalls um 1800 auseinanderliegende Punkte, in denen sie den gleichen Mindestwert erreicht. Der Abstand eines Punktes, in welchem die Geschwindigkeit am grössten, und eines Punktes, in welchem sie am niedrigsten ist, beträgt 90 .
Der Wert der axialen Bewegung der Welle g ist veränderlich zwischen einem Nullwert und einer oberen Grenze nach dem von den Achsen fund i eingeschlossenen Winkel u. Durch eine Verschiebung der Platte n lassen sich alle zwischen diesen beiden Grenzen liegenden Werte erzielen.
Wenn man nun die Welle g als Antriebswelle und die Welle a als angetriebene Welle betrachtet und der Welle g eine Hin-und Herbewegung erteilt, so wird die Welle a in Umdrehung versetzt. Bei jedem Riehtungswechsel der axialen Verschiebung der Welle g ergeben sich zwei Totpunkte, aber die Bewegung der Welle a wird nicht unterbrochen, sofern diese Welle a infolge ihres Eigengewichtes oder dank einer Masse, mit der sie verbunden ist, z. B. mit einem Schwungrad, diese beiden Totlage überschreiten kann.
Die gezeigte Ausführungsform ist rein schematisch, und es kann der in Frage stehende Mechanismus durch andere Teile und Organe verwirklicht werden.
Das Verbindungsorgan 7c kann mit der Welle g statt durch ein einfaches Gelenk auch durch ein Universalgelenk verbunden sein. In diesem Falle können sich die Drehachsen f, i entweder in derselben oder in verschiedenen Horizontalebenen befinden, und es ist nicht mehr notwendig, dass die Kurve, die der Schnittpunkt der beiden Drehachsen v, m des Gelenkes e-w-y-z beschreibt, in einer durch die Achse p gehenden Vertikalebene liegt.
Die Kurbel e und die Achse v brauchen nicht senkrecht zur Achse t zu stehen. Es ist dann, wenn das Verbindungsorgan 7c mit der Welle g durch ein einfaches Gelenk verbunden ist, notwendig, dass die Verlängerung der Achse i der Welle g, die Achse f der Welle a und die Achse v der Kurbel e sich im gleichen Punkte schneiden. Die Winkelgeschwindigkeit der mitgenommenen Welle g verändert sich dann periodisch zwischen zwei oberen Grenzwerten, die in zwei um 1800 auseinanderliegenden Punkten erreicht werden und von denen der eine Grenzwert grösser ist als der andere, und zwischen zwei unteren gleichen Grenzwerten, welche beide in Punkten erreicht werden, die von einem der oberen Grenzwerte desselben Winkels abliegen, aber nicht 180 einer von dem andern entfernt sind.
Das Organ k kann aus einem einzigen Stück hergestellt werden.
Das Getriebe kann beispielsweise zum Antrieb von Knet-und Mischmaschinen, wo man gleichzeitig eine Drehbewegung und eine Längsbewegung haben muss und Zum Antrieb von hydraulischen Pumpen, Vakuumpumpen, Luftverdichtern usw. dienen, bei denen sich die Verbindung der Längsbewegung und der Drehbewegung als nützlich erweist. Man kann das Getriebe auch zur Umwandlung der Hin-und Herbewegung eines Organs, beispielsweise eines Kolbens, in eine Drehbewegung verwenden. In diesem Falle wird die Welle g zum Antriebsorgan.
Ferner lässt sich der Umstand, dass die Winkelgeschwindigkeit der Welle g im Verlaufe jeder Umdrehung sich ändert, für gewisse Anwendungsfälle ausnutzen, z. B. bei dem Antrieb magnet-elektrischer Zündmaschinen, wo es vorteilhaft ist, in bestimmten Augenblicken eine grössere Winkelgeschwindigkeit zu haben ; in diesem Falle ist es allerdings nicht notwendig, dass die Welle auch eine Längsbewegung ausüben kann. Man bildet daher das Verbindungsorgan aus zwei oder mehr Stücken, von denen die einen gegenüber den andern längsverschiebbar sind, derart, dass die Länge des Organs im Verlaufe jeder Umdrehung des Antriebsorganes verändert werden kann und die Welle der Maschine in axialer Richtung unbeweglich bleibt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Getriebe zur Bewegungsumsetzung, bei dem eine Drehbewegung in eine Drehbewegung verbunden mit einer Hin-und Herbewegung, oder umgekehrt, überführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die treibende Welle (a) mit der angetriebenen Welle (g) vermittels zweier Organe (e, ,c) unter Zwischenschaltung zweier Gelenke (w, w) verbunden ist, von welchen Gelenken mindestens eines ein Universalgelenk sein muss, wobei der Schnittpunkt der beiden geometrischen Drehachsen (m, v) des Universalgelenkes sich ausserhalb der Drehachse des Antriebs-oder des angetriebenen Organs, dem das Gelenk angehört, befindet.