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Getriebe mit veränderbarer Übersetzung.
Gegenstand der Erfindung ist ein Getriebe mit veränderbarer Übersetzung, deren Grösse in gewissen Grenzen laufend geändert werden kann und wobei eine unbedingte Genauigkeit sowie Un- abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Bewegung und von der Grösse der übertragenen Kraft gewährleistet ist.
Es sind Übersetzungen von veränderbarer Grösse mit fortlaufender Regulierung bekannt, bei denen Reibräder, Keilriemen oder andere Elemente angewendet werden, welche Kraft und Bewegung mit Hilfe der Reibung übertragen. Bei diesen Übersetzungen entsteht immer ein gewisser Schlupf und somit eine Ungenauigkeit in bezug auf die übertragenen Grössen. Deswegen ist diese Übersetzung z. B. für genaue Apparate ungeeignet.
Aus diesem Grunde wurden Übersetzungen von veränderbarer Grösse angewendet, bei denen der Grossteil der Bewegung unmittelbar auf die angetriebene Welle übertragen wird, der zweite, kleinere Teil der Bewegung, der von der primären Bewegung abgeleitet wird, eine Einrichtung zur Bewegungs- änderung in einem bestimmten Bereich besitzt, u. zw. in der Weise, dass die resultierende Bewegung durch die Regulierung in dieser abgeleiteten (sekundären) Bewegung innerhalb gewisser Grenzen ge- ändert werden kann.
Bei dieser Einrichtung werden zur Veränderung der Drehzahlen Reibungsstirn- räder verwendet, bei welchen ein Schlupf vorausgesetzt werden muss, wenn aus irgendeinem Grunde der Widerstand im angetriebenen Teil ein Mass übersteigt, welches der Anpresskraft zwischen den Reibrädern entspricht, wodurch eine Unzuverlässlichkeit in der Erreichung der gewünschten Gesamtübersetzung entsteht.
Die angeführten Mängel werden bei der Bauart laut vorliegender Erfindung vermieden, da bei dieser zur Übertragung der veränderlichen Zusatzbewegung eine selbsthemmende Kupplung verwendet wird, welche nur in der gewünschten Richtung wirkt. Zur Verhütung der Rückbewegung ist ein Element nach dem gleichen Prinzip vorgesehen. Bei einer solchen selbsthemmenden Reibung- übertragung ist jeder Schlupf ausgeschlossen, auch wenn der Widerstand im angetriebenen Teil beliebig ansteigen sollte.
Dieses verlässliche Element dient zur Erteilung der Zusatzbewegung von Null bis zu einem Maximum innerhalb eines gewünschten Bereiches der gesamten Regulierung, u. zw. in der Weise, dass von der Hauptbewegung ein Exzenter oder eine Nocke von einer konstanten Exzentrizität angetrieben wird. Dieses Exzenter bewirkt ein Schwingen eines mit ihm zusammenarbeitenden Hebels und ist mit einem Teil der selbsthemmenden Reibungskupplung so verbunden, dass bei jedem Ausschlag dieses Hebels dem Differentialgetriebe eine Zusatzbewegung erteilt wird, welches diese Bewegung zu der unmittelbar übertragenen Primärbewegung zuzählt. Diese Zusatzbewegung entsteht beim Aufheben des Hebels mittels des Exzenters, während die Hebelrückbewegung, welche durch eine Feder verursacht wird, durch den Freilauf der nur in einer Richtung selbsthemmenden Kupplung ermöglicht wird.
Die Bewegung des schwingenden Hebels kann in Richtung gegen das Exzenter mittels eines einstellbaren Anschlages vom Höehstanschlag bis auf Null eingestellt werden, wodurch die geforderte Veränderlichkeit der Übersetzung und dadurch auch der resultierenden Übersetzung erzielt wird.
Der einstellbare Anschlag kann ausserdem noch mit einem zweiten Anschlag zusammenarbeiten, der gleichfalls verstellbar ist und dessen Lage in Abhängigkeit von dem physikalischen Zustande des Mess-
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Die Gesamtanordnung nach der Erfindung ist im Wesen und in der Ausführung einfach, sämtliche verwendeten Elemente arbeiten verlässlich, die gewünschte Bewegungsregulierung wird mit vollständiger Genauigkeit erzielt, die Veränderung der Übersetzung geschieht fortlaufend.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf beiliegender Zeichnung schematisch dargestellt, u. zw. stellt Fig. 1 die Zerlegung der Bewegung bei einer bekannten Bauart schaubildlich dar, Fig. 2 den Aufriss, Fig. 3 den Grundriss des erfindungsgemässen Übersetzungsgetriebes und Fig. 4 einen Schnitt durch dasselbe. Fig. 5 zeigt einen Schnitt wie Fig. 4, jedoch wird bei diesem das Übersetzungsverhältnis selbsttätig in Abhängigkeit von der Temperatur oder von dem Druck des Mittels verändert.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 dreht eine beliebige, nicht dargestellte Messvorrichtung die Welle 1 mittels der Kurbel 2. Auf der Welle 1 ist das Stirnzahnrad 3 aufgekeilt, welches mit dem Rad 4 im Eingriff steht und ferner das Kegelrad 5, das mit den weiteren drei Zahnrädern 6,6, 9 ein Differentialgetriebe bildet. Davon sind die beiden Räder 6 mit ihren Achsen im Käfig 7 drehbar gelagert, der um die Welle 1 rotieren kann. Mit dem Käfig 7 ist das Kegelrad 8 fest verbunden. Die Bewegung des Kegelrades 9 wird auf ein Zählwerk 10 übertragen. Längs der Stirnfläche des Zahnrades 4 verschiebt sich die Reibrolle 11 auf der Welle 12, welche in den Lagern 16 ruht. Die Rolle 11 wird mittels einer Gabel 14 längs der Achse 15 verschoben, welche in den Lagern 13 drehbar ist.
Hiebei kann die Rolle 11 in verschiedenem Abstand rechts oder links von der Achse des Rades 4 laufen bzw. gerade über diese Achse zu liegen kommen. Die Drehbewegung der Rolle 11 wird mittels der Welle 15 von quadratischem Querschnitt und mittels des Kegelrades 17 auf das Kegelrad 8 und von diesem auf den Käfig 7 des Differentialgetriebes übertragen.
Es ist klar, dass sich durch Verschiebung der Reibrolle 11 längs des Rades 4 die Geschwindigkeit und die Drehrichtung dieser Rolle ändert. Nachdem die Bewegung dieser Rolle einen Teil der resultierenden Bewegung des Rades 9 und des Zählwerkes 10 bildet, hat die Lage der Rolle 11 auch einen Einfluss auf die Grösse der resultierenden Bewegung und die Grösse der Gesamtübersetzung. Damit das Übersetzungsgetriebe der beschriebenen Bauart den gestellten Ansprüchen in bezug auf Genauigkeit entspricht, muss der die veränderliche sekundäre Bewegung vermittelnde Teil richtig gelöst sein, was genauer in den weiteren Fig. 2-4 dargestellt ist. Die Drehbewegung eines beliebigen Messapparates, z.
B. eines Flüssigkeitsdurchflussmessers, wird auf die Welle 19 und weiter vermittels der Kegelräder 20 und 21 auf die Welle 22 übertragen, wobei das Kegelrad 23 und das Exzenter 24 aufgekeilt sind (s. auch Fig. 4). Gegen dieses Exzenter stützt sich die Rolle 25, welche in dem gabelförmigen Hebel 26, drehbar um die Welle 27, angeordnet ist. Der auf der Welle 27 frei drehbar gelagerte Hebel 26 ist mit der Scheibe 28 verbunden und mit zwei oder mehreren Einschnitten 29 versehen, in denen Rollen 30 liegen, die mit Federn 31, 32 belastet sind. Die Scheibe 28 samt den Rollen 30 ist in der Hülse 32 angeordnet, welche auf der Welle 27 aufgekeilt ist. Die Bewegung der Welle 27 überträgt sich über das Zahnrad 33 auf das Rad 34, welches auf der Welle 22 frei drehbar gelagert und mit dem Kegel 35 verbunden ist.
Die Kegelräder 36 drehen sich mit dem Kegel 35 um das Mittelrad 37, welches frei drehbar auf der Welle 22 sitzt und mit dem Zahnrad 38 fest verbunden ist. Letzteres treibt ein Zählwerk 39 über das Zahnrad 40.
Der Hebel 26, der mittels der Feder 43 nach abwärts gezogen wird, ist mit der Stellschraube 41 versehen, welche sich bei der Rückbewegung des Hebels 26 gegen den Bolzen 42 abstützt (Fig. 4). Damit sich die Hülse 32 nicht zurückdrehen kann, wird sie von der abgefederten Reibungsklinke 44 gehalten, welche durch die selbsthemmende Reibungskupplung von einer ähnlichen Ausführung wie die Kupplung 26,30, 32 ersetzt werden kann.
Die Einrichtung wirkt in der Weise, dass die Bewegung der Antriebswelle 19 mittels der Räder 20, 21 und der Räder 23,36, 37, 38, 40 unmittelbar auf das Zählwerk 39 übertragen wird und zu dieser eine zweite Bewegung von veränderlicher und einstellbarer Grösse hinzukommt. Diese zweite Bewegung entsteht durch die Schwenkbewegung des Hebels 26, wobei der Hebelhub geändert und durch die Stellschraube 41 begrenzt wird. Bei der Bewegung des rechten Hebelendes nach oben dreht sich auch die Scheibe 28 mit, durch die Einwirkung der Rollen 30 wird ferner die Hülse 32 mitgenommen, welche die Welle 27 mit dreht, deren Drehbewegung über das Räderpaar 33,34 auf das Differentialgetriebe 23,36, 37 übertragen und zu der Hauptbewegung addiert wird.
Beim Zurückdrehen des Hebels 26 wird, durch Wirkung der abgefederten Rollen, nur die Scheibe 28 mitgenommen, die Verbindung mit der Hülse 32 löst sich und diese wird durch die Klinke 44 am Zurückdrehen gehindert.
Die Drehrichtung einzelner Räder ist in Fig. 3 bezeichnet.
Es wird oft verlangt, dass die Veränderung der Übersetzung automatisch in Abhängigkeit, z. B. von verschiedenen physikalischen Zuständen bei Mengenmessgeräten bewirkt wird. Der Bedarf einer solchen selbsttätigen Geschwindigkeitsänderung tritt z. B. beim Antrieb von Zählwerken bei Durchflussmesser ein, bei welchen der Einfluss der Temperatur auf das gemessene Volumen ausgeschieden werden soll. Damit das Zählwerk eine gleichbleibende Durchflussmenge bei verschiedenen Temperaturen anzeigt, muss das Übersetzungsgetriebe für das Zählwerk selbsttätig mittels eines Thermostaten geregelt werden. Ein Ausführungsbeispiel hiefür ist in der Fig. 5 dargestellt, welche einen Schnitt durch das Übersetzungsgetriebe nach Fig. 2-4 zeigt.
Der Bolzen mit dem Thermostaten verbunden, der im gegebenen Falle als Hohlzylinder mit starren Stirnböden und mit einem in axialer
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Richtung federnden, mit Flüssigkeit angefüllten und mit Wellrippen versehenen Blechmantel aus- geführt ist, wobei sein unterer Stirndeckel 51 unbeweglich ist, während der obere Deckel 52 mit dem Bolzen 42'in Verbindung steht. Eine ähnliche Vorrichtung kann auch zum Ausgleichen des Einflusses von Luftdruckänderungen und ähnlichen die Messergebnisse sonst beeinflussenden Änderungen Verwendung finden.
Der regulierbare Anschlag 42 wird zweckmässig mit einem sichtbaren Anzeiger des Gesamt- übersetzungsverhältnisses versehen.,
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Getriebe mit veränderbarer Übersetzung von einer genau einstellbaren Grösse, bestehend aus einer Hauptübersetzung von gleichbleibender Grösse, aus einer Nebenübersetzung von veränderlicher Grösse und einem Differentialgetriebe, welches die Bewegungen beider Übersetzungen addiert, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (22) der Hauptübersetzung ein Exzenter oder eine Nocke (24) angebracht ist, welche bei Umdrehung der Welle (22) ein Verschwenken eines Hebels (26) verursacht, dessen Schwingbewegungen weiter vermittels einer selbsthemmenden Reibungskupplung (28, 30, 31, 32), die nur in einer Richtung wirkt, auf die Welle (27) der Nebenübersetzung übertragen werden,
wobei die Rückbewegung dieser Welle (27) mittels einer selbsthemmenden Klinke (44) oder einer zweiten selbsthemmenden Reibungskupplung aufgehalten wird.