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Stellzeug mit kraftschlüssiger Voreinstellung.
Die Erfindung bezieht sich auf Stellzeuge, wie solche z. B. für das Einstellen der Geschwindigkeitsstufen von Werkzeugmaschinen oder Kraftfahrzeugen benutzt werden oder beim Abwerfen verschiedenartiger Bomben aus Luftfahrzeugen zur Anwendung gelangen. Sie betrifft namentlich die weitere Durchbildung der mit Voreinstellung versehenen Stellzeuge, bei denen die künftige Stellung des Hauptkörpers schon vor dessen Umschaltung, bzw. Freigabe durch die Einstellung eines Hilfskörpers vorbereitet werden kann.
Ein grosser Mangel derartiger Vorrichtungen, soweit bei ihnen der Hauptkörper mit den Hilfskörpern durch Federn kraftschlüssig verbunden ist, bestand bisher darin, dass bei einer Verschiebung beider Körper aus der gegenseitigen Gleichgewichtslage die Spannungsvergrösserung der einen Federseite mit einer Spannungsverminderung der anderen Federseite verbunden ist. Die bei Freigabe des Hauptkörpers erfolgende Einstellung desselben in die durch den Hilfskörper vorbereitete neue Gleichgewichtslage erfolgt daher oft nicht mit genügender Kraft und Sicherheit.
Die Erfindung sucht in erster Linie diesem Mangel abzuhelfen. Das eine Hauptmerkmal
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Hauptkörper und dem dessen Einstellung kraftschlüssig vorbereitenden Hilfskörper wirksame Federkraft mit dem Eintreten des Hauptkörpers in die vom Hilfskörper vorbereitete Stellung ihren mit der Vorspannung gleichen Mindestwert erhält. Zusammen mit dem Vorbereiten einer neuen Stellung durch den Hilfskörper erfolgt dann, unter Wegfall jeder Spannungsverminderung, nur eine Spannungssteigerung. Diese hat aber ein besonders rasches und kräftiges Einstellen des Hauptkörpers in die neue Stellung zur Folge, sobald er aus der bisherigen Stellung freigegeben wird.
Da die l\1indestspannung mit der Vorspannung zusammenfällt, kann man sie innerhalb gewisser Grenzen beliebig hoch wählen und dadurch ein beliebig kräftiges Einstellen des Hauptkörpers in die vorbereitete Stellung ermöglichen.
Ein anderer ebenfalls oft sich sehr unangenehm bemerkbar machender Mangel der bekannten Vorrichtungen bestand bisher darin, dass man die jeweilige Stellung des Hauptkörpers entweder überhaupt nicht-oder nur auf einer diesem allein zugeordneten und vom Hilfskörper getrennten Anzeigevorrichtung ablesen konnte. Letzterer Mangel machte sich besonders störend bei Schaltvorrichtungen für Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen bemerkbar, weil der Führer nicht mit einem Blick gleichzeitig die augenblickliche Stellung des Hauptkörpers und die dessen künftige Stellung bestimmende Lage des Hilfskörpers übersehen konnte.
Diesem Mangel hilft die Erfindung derart ab, dass der zu verstellende Hauptkörper und der dessen Einstellung kraftschlüssig vorbereitende Hilfskörper ihre jeweiligen Lagen auf eine gemeinschaftliche Anzeigevorrichtung übertragen. Am einfachsten ordnet man diese Anzeigevorrichtung an dem Hilfskörper an, zumindestens dann, wenn dessen Einstellung unmittelbar
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entgegen wirken lässt und sie je mit dem einen Ende dauernd gegen den einen Körper abstützt, mit dem anderen Ende aber je nach dem mit einem zweiten Anschlage desselben Körpers, bzw. einem Anschlage des anderen Körpers zur Anlage gelangen lässt, oder zur gleichzeitigen Anlage an beide Anschläge bringt.
Durch die Anlage des freien Endes an den zweiten Anschlag des erstgenannten Körpers wird die Mindestspannung jeder Feder bestimmt, während der einzige Anschlag des zweiten Körpers die zusätzliche Spannung herbeiführt.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veran- schaulicht,. und zwar zeigen je in schematischer Darstellung Fig. i eine zum Teil im Querschnitt gehaltene Draufsicht auf ein in seinen Teilen verdrehbares Stellzeug mit nur einer Spiralfeder, Fig. 2 einen zum Teil in Ansicht gehaltenen Längsschnitt auf ein in seinen Teilen verschiebbares Stellzeug mit zwei Schraubenfedern, Fig. 3. einen Axialschnitt nach 3-3 der Fig. 5 eines mit zwei Spiralfedern ausgestatteten Stellzeuges für ein vierstufiges Kraftfahrzeugwechselgetriebe, Fig. 4
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stange B zu übertragen, die die eigentliche Verstellung bewirkt. Mit einem Zeiger a* spielt die Kapsel A über einer Teilung C.
In ihrem Innern trägt die Kapsel nahe ihrem Umfange und nahe ihrer Mitte je einen Bolzen a3 bzw. a4. Die auf demselben Durchmesser liegenden Bolzen dienen als zweiteilige Widerlager für eine im Kapselinnern vorgesehene kräftige Spiralfeder D.
In der Kapsel A führt sich ein ebenfalls kapselartiger Deckel E, der mittels eines Handgriffes e1 verdreht werden kann und mit einem an diesen vorgesehenen Zeiger ebenfalls über der Teilung C spielt. Nahe seinem äusseren-Umfange trägt das Deckelstück einen Bolzen e3 und nahezu in der Mitte einen zweiten Bolzen eu. Die ebenfalls auf einem Durchmesser liegenden Bolzen e3 und e4 haben voneinander den gleichen Abstand wie die Bolzen a3 und a4 und sind im übrigen so angeordnet dass sie an den Kapselbolzen a3 und a4 bei gegenseitiger Verdrehung von Kapsel und Deckelstück noch vorbeigeführt werden können.
Die Enden d3 und d4 der Spiralfeder D sind so geformt, dass sie gleichzeitig die Bolzenpaare a3, e3 und a4, es umfassen, wenn die vier Bolzen auf demselben Durchmesser und paarweise dicht beieinander liegen. Die Zeiger a2 und sind so angebracht, dass sie je auf dem durch die zwei zugehörigen Bolzen bestimmten Durchmesser liegen.
Wird die Feder D mit einer gewissen Vorspannung in die Kapsel A eingelegt, so ist dies zugleich ihre Mindestspannung, die sie so lange beibehält, als die Zeiger a und auf demselben Durchmesser liegen. Denn hält man z. B. die Kapsel A durch Verriegelung der Zahnstange B in der Zeigerstellung 7 fest, wie es in Fig. i angenommen ist, und dreht man den Deckel im Sinne des Uhrzeigers in die Zeigerstellung J, so kommt zwar der Deckelbolzen e3 aus dem Bereiche des durch den Kapselbolzen a3 weiterhin festgehaltenen Federendes J, gleichzeitig aber nimmt der Deckelbolzen e3 das Federende e4 unter Lösung vom Kapselbolzen a im Sinne einer Spannungs- verstärkung mit.
Sichert man die Stellung des Deckels z. B. durch Einstecken eines Führungsstiftes es in die zugeordnete Öffnung einer Lochreihe F und gibt alsdann die Zahnstange B frei, so dreht sich unter der Wirkung der stärker gespannten Feder D die Kapsel A im Sinne des Uhrzeigers, bis ihr Zeiger a2 in Übereinstimmung mit dem Deckelzeiger e2 auf dem Teilungsstrich 6 einspielt und damit die Federspannung wieder den ursprünglichen Wert erhält. Eine Drehung der Kapsel A über die Zeigerstellung 5 hinaus findet jedoch nicht statt. Wie hieraus ersichtlich, ist es gleich, in welchem Sinne man das Deckelstück E gegenüber der Kapsel A verdreht.
In jedem Falle wird die Feder D in dem Sinne stärker gespannt, dass sie Deckelstück und Kapsel in gegenseitige Übereinstimmung zu bringen sucht.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 umschliesst ein verschiebbares Gehäuse G eine ebenfalls verschiebbare, zum Stellwerk führende Schaltstange H. Das Gehäuse G wird durch einen Anschlagring g1 in zwei gleiche Hälften unterteilt. Ein an der Schaltstange H vorgesehener Anschlagbund ver'mag eben durch die Öffnung des Anschlagringes g1 hindurchzutreten. Die beiden Hälften des Gehäuses G werden von je einer Schraubenfeder J bzw. K ausgefüllt, wobei jede Feder sich einerseits gegen einen Gehäusedeckel g3 und andrerseits gegen einen Führungsteller il bzw. kl abstützt. Die Federteller sind so bemessen, dass sowohl der Anschlagring g1 des Gehäuses G als der Anschlagbund ? der Schaltstange H als Widerlagerfläche dienen kann.
Das Gehäuse vermag mit einem in der Ebene des Anschlagringes g1 vorgesehenen Zeiger g2 über der Teilung g', zu spielen. Die Schaltstange H bzw. ihr Anschlagbund hl trägt einen Zeiger h2, der bei gleicher Vorspannung der Federn J und K genau über dem Zeiger g2 steht. Die Federn J und K besitzen in diesem Falle je ihre mit der Vorspannung übereinstimmende Mindestspannung.
Hält man die Schaltstange H in der aus der Figur ersichtlichen Zeigerstellung 7 fest und verschiebt das Gehäuse G, wie ebenfalls die Fig. 2 andeutet, in die Zeigerstellung 5, so wird zwar die Vorspannung der Feder J aufrecht erhalten, die Spannung der Feder K dagegen durch
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freigegeben wird, in die Stellung 5, ohne letztere jedoch zu überschreiten, denn anderenfalls würde die Feder J sich sofort stärker spannen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird daher durch jede Verschiebung des Gehäuses G aus der Mittellage gegenüber dem Anschlagbund h1 der Schaltstange H die eine Feder stärker gespannt, ohne dass die Spannung der anderen Feder
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Bei dem Ausführungsbeispiele nach Fig. 3, 4 und 5 ist in einem mit eingesetztem Bodenstück P versehenen Gehäuse L eine topfartige Einstellmuffe N drehbar, aber unverschiebbar gelagert. Die Einstellmuffe trägt einen Handgriff m1 und vermag mit einem Zeiger m3 über einer am Gehäuserande 12 vorgesehenen und den Geschwindigkeitsstufen entsprechenden Teilung zu spielen. In dem Bodenstück P des Gehäuses L ist eine Reihe belasteter Kugeln P radial verschiebbar gelagert, die in entsprechende Aussparungen m3 der Einstellmuffe N einzutreten und die Muffe dann gegen zufällige Drehung im Gehäuse zu sichern vermögen, wenn der Zeiger m2 gerade über einer Marke der Teilung steht.
Innerhalb des durchbohrten Gehäusebodenstückes l1
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ist leicht drehbar, aber'unverschiebbar eine Schaltwelle ; 1 gelagelt, die zum Wechselgetriebe f@hrt und je nach ihrem Verdrehungswinkel die eine oder andere Geschwindigkeitsstufe einzurücken vermag. Die Schaltwelle NI trägt oberhalb des Gehäusebodenstückes einen Federteller nl und ist oberhalb desselben durch das den Zeiger m2 tragende Deckelstück M* der Einstellmuffe hindurchgeführt. Ihr freies Ende trägt einen Zeiger n2, der bei entsprechender Stellung der Einstellmuffe und der Schaltwelle mit dem Zeiger m2 zur Deckung gelangt.
In dem Deckel-
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Federn 0 und P werden unter gleicher Vorspannung so im Deckelstück der Einstellmuffe M befestigt, dass ihre Führungsstücke o1 bzw. pl je zur halben Höhe von verschiedenen Seiten dem Bolzen m. 5 anliegen. Darnach wird die Schaltwelle NI mit ihrem oberen Ende so durch das Deckelstück 1114 hindurchgesteckt, dass der Bolzen n3 zwischen den Führungsstücken 01 und pt liegend" eben die Verlängerung des Bolzens m5 bildet. Darauf wird der Zeiger H so gegenüher der Schaltwelle All befestigt, dass er zur Deckung mit dem Zeiger m2 des Deckelstückes m4 gelangt.
Die Vorrichtung ist betriebsfertig, sobald man die Einstellmuffe 11 in das Gehäuse L eingesetzt und das untere Ende der Schaltwelle NI an das Wechselgetriebe an-eschlossen hat.
Beide Federn 0 und P besitzen ihre mit der Vorspannung übereinstimmende Mindestspannung, wenn die Zeiger m2 und n2 bzw. die Bolzen m, 5 und n3 zur Deckung kommen. Denn hält man die Schaltwelle N fest und dreht die Einstellmuffe M mittels ihres Handgriffes 1111 in dem einen oder anderen Sinne, so löst sich der Bolzen m5 zwar einerseits von dem Führungsstück, z. B. o1, der einen Feder 0, verschiebt aber gleichzeitig das Führungsstück p1 der anderen Feder P im Sinne einer weiteren Anspannung derselben, während der Bolzen m5 eine Entspannung der Feder 0 verhindert. Bei entgegengesetzter Drehung der Einstellmuffe M aus der Gleichgewichts-
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PATENT-ANSPRÜCHE :
I. Stellzeug mit kraftschlüssiger Voreinstellung, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen dem zu verstellenden Hauptkörper (A) und dem dessen Einstellung kraftschlüssig vorbereitenden Hilfskörper (E) wirksame Federkraft mit dem Eintreten des Hauptkörpers (A) in die vom Hilfskörper (E) vorbereitete Stellung ihren mit der Vorspannung gleichen und daher innerhalb gewisser Grenzen. beliebig hoch wählbaren Mindestwert erhält.