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Hubsc. heibe znr Übel'fiihrung einer hin und her gehenden in eine drehende Bewegung und Verfahren zur Herstellung derselben.
Die Erfindung betrifft eine Hubscheibe zur Überführung einer hin und her gehenden in eine drehende Bewegung mittels auf den Scheibenrändern laufender Rollenpaare, die unter Verschiebung parallel zu sich selbst die hin und her gehende Bewegung ausführen, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Laufflächen solcher Hubscheibe.
Zweck der Erfindung ist, die Laufflächen der Hubscheibe derart auszubilden, dass Klemmungen zwischen dieser und den Rollen vermieden werden und die Rollen ständig mit den Laufflächen in Berührung bleiben.
Gemäss der Erfindung entsprechen die beiderseitigen Laufflächen der Hubscheibe bei gegebenem Hub jenen Flächen, welche bei feststehender Hubscheibe und beim Laufen der Rollenpaare an derselben die einander zugekehrten Umflächen der Rollen umhüllen. Solche Hubscheiben können gemäss der Erfindung derart hergestellt werden, dass die um ihre Laufachse in Drehung versetzte Hubscheibe an den Laufflächen von drehenden Werkzeugen bearbeitet wird, deren Schneiden von ihrer Drehachse einen Abstand gleich dem Rollenradius besitzen und bei einer vollen Umdrehung der Hubscheibe eine dem Hub derselben entsprechende hin und her gehende Bewegung ausführen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Fig. 1 zeigt die Hub-
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ihrer Laufachse. Fig. 3 zeigt die Umfläche der Hubscheibe samt einzelnen Stellungen der Rollen in die Ebene ausgebreitet, wobei etwas mehr als der halbe Umfang der Scheibe berücksichtigt ist. Fig. 4 zeigt in Ansicht eine Vorrichtung zur Bearbeitung der Laufflächen im Sinne der Erfindung.
Die Hubscheibe 1 ist mittels Nabe 2 auf der Welle. 3 aufgekeilt und schliesst mit dieser im Mittel einen Winkel von 45 ein. Die demgemäss ovale Hubscheibe greift ohne Spiel mit ihrem Rand zwischen zwei bei unveränderlichem Abstand parallel zur Laufachse der Hubscheibe verschiebbar gelagerte Rollen 4, 5. Die Laufflächen 6,6'für die Rollen setzen sieh, wie weiter unten näher ausgeführt wird, aus verzerrten Schraubenflächen zusammen ; die Umfläehe 7 der Hubscheibe ist zweckmässig zylindrisch geformt.
Die Ausgestaltung der Laufflächen kann am besten im Zusammenhang mit den Grundgedanken des Herstellungsverfahrens erläutert werden. Hiezu wird die Annahme gemacht, dass die Hubscheibe feststeht und die Rollen an ihr laufen. In der aus Fig. 3 ersichtlichen Abwicklung der Umfläche der Hubscheibe bedeuten die Kurven 8, 9, die in die Ebene ausgebreiteten Kanten der Laufflächen 6, 6'. Die Kurven 8, 9 werden von Kreisen berührt, welche Querschnitten der Rollen entsprechen. Zur Auffindung der Kurven 8, 9 ist wie folgt vorzugehen.
Unter der Annahme, dass die Rollen an der festen Scheibe laufen, müssen die Rollen 4, 5 nach Zurücklegung ihres halben Umlaufweges in die Stellungen 4', 5'gelangen (Fig. 1 und 3), wodurch mit Rücksicht auf die Umkehr der Hubbewegung die zwei bezügliche Endstellungen der Rollenpaare gegeben sind.
Um für die Zwischenstellungen der Rollen die Mittelpunkte derselben zu erhalten, ist der von einem Punkte der Achse jeder der beiden Rollen 4, 5 während des Umlaufes beschriebene Weg, der in der Richtung der Rollenachse gesehen als Kreis mit einem Durchmesser gleich dem Hube erscheint, in die Fig. 1 umgelegt (Kreise 10, 11). Teilt man diese Kreislinien und den Abstand der Verbindungsgeraden 12, 13 der Rollenachsen in den beiden Endstellungen gemäss Fig. 3 in gleich viele Teile, so erhält man durch Projektion Zwischenstellungen der Rollenachsen in der abgewickelten Darstellung.
Zeichnet man nun die die Kreise
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der Fig. 3 umhüllenden Kurven 8, 9, so bilden die diesen entsprechenden, Raumkarven Leitlinien für verzerrte Schraubenflächen, deren Erzeugende die Laufachse der Hubscheibe rechtwinkelig schneiden. Die Erzeugenden vollführen hiebei entsprechend einem Umlauf der Rollen wie bei jeder Schraubenfläche eine Drehung um 360 , kehren jedoch im Verlaufe der zweiten halben Drehung bei sanftem Übergang in die Ausgangsstellung zurück, da'die Leitlinie ja eine in sich geschlossene Bahn besitzt.
Diese verzerrten Schraubenf1ächen umhüllen den ganzen Umlaufweg der Rollen und ergeben somit die für dieselben erforderlichen Laufflächen, gleichgültig, ob-wie bei der obigen Annahme-die Rollen an der festen Scheibe laufen oder die Scheibe zwischen den verschiebbar gelagerten Rollenpaaren hindurehgedreht wird.
Zur praktischen Herstellung solcher genau entsprechenden Laufflächen kann beispielsweise eine nach Fig. 4 ausgestaltete Drehbank benützt werden. Die zu bearbeitende Hubscheibe ist mit ihrer Welle 3 zwischen Reitstock und Spindelstock eingespannt. Auf der Zugspindel 14 ist ein Kegelrad 15 fest angeordnet, das in ein mit einemKurbelzapfen 16 versehenes, im Drehbankbett gelagertes Kegelrad 17 eingreift. Der Zapfen 16 greift in einen Schlitz 19 des Supports 18, auf dem der Werkzeugträger 20 mit einem gesondert angetriebenen, drehenden Werkzeug 21 befestigt ist, dessen Schneiden von ihrer Drehachse einen Abstand gleich dem Radius der Rollen besitzen, für welche die zu erzeugende Lauffläche bestimmt ist.
Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Welle 3 und dem Kegelrade 17 ist so gewählt, dass beide gleich viele Umdrehungen machen, also auf jede Umdrehung der Welle 3 ein Hin-und Hergang des Werkzeuges 21 erfolgt. Auf diese Weise wird die beim Laufen der Rolle auf der fertigen Hubscheibe erfolgende Relativbewegung zwischen beiden Teilen vollständig nachgeahmt, so dass das Werkzeug die erforderlichen verzerrten Schraubenflächen am Rande der Scheibe anarbeitet. Die Anarbeitung der beiden Laufflächen der Hubscheibe kann zweckmässig getrennt erfolgen.
Wie aus Fig. 3 erkennbar ist, besitzt die Hubscheibe nach der Fertigstellung ungleiche Stärke am Rande. Die Kanten bzw. Kurven 8, 9 sind in den Umkehrpunkten (Hubenden)'am weitesten voneinander entfernt und rücken in der Hubmitte nahe aneinander.
Bei der Form der Laufflächen gemäss der Erfindung sind Klemmungen der Hubscheibe beim Durchgang durch die Rollen unbedingt ausgeschlossen. Überdies bleiben beide Rollen mit den Laufflächen in ständiger Berührung, so dass Verschwenkungen der Achsen der Rollen nicht stattfinden können.
Bei Verwendung der Hubscheibe gemäss der Erfindung bei Verbrennungskraftmaschinen ist daher eine Sicherung der Kolben gegen Verdrehung nicht erforderlich.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hubseheibe zur Überführung einer hin und her gehenden in eine drehende Bewegung mittels auf den Seheibenrändern laufenden Rollenpaare,'die unter Verschiebung parallel zu sich selbst die hin und her gehende Bewegung ausführen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiderseitigen Laufflächen der Hubscheibe bei gegebenem Hub jenen Flächen entsprechen, welche bei feststehender Hubscheibe und beim Laufen der Rollen an derselben die einander zugekehrten Umflächen der Rollen umhüllen.