Einrichtung zum Steuern eines beweglichen Maschinenteils. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein richtung zum Steuern eines beweglichen Ma schinenteils, dessen Bewegungsrichtung einem Wechsel unterliegt.
Nach der Erfindung wird eine solche Ein richtung, um für schwere Maschinenteile schnellen Anlauf zu ermöglichen, folgender massen ausgebildet. Eine dauernd laufende Antriebsmaschine, zum Beispiel ein Elektro motor, eine Dampfmaschine ete., erteilt ein ander analogen Rädern zweier Differential rädergetriebe gleiche Umdrehungszahlen. Zwei je durch eines dieser beiden Differen- tialrädergetriebe angetriebene Wellen wirken so auf ein mit dem zu bewegenden Maschi nenteil zu verbindendes, drittes Differential rädergetriebe ein, dass der Maschinenteil bei gleichen Umdrehungszahlen der beiden Wel len stillsteht.
Ein Steuergetriebe ist mit den beiden erstgenannten Differentialrädergetrie- ben so gekuppelt, dass entweder die Umdre hungszahl der einen oder der andern der bei den Wellen verändert werden kann, wodurch der Maschinenteil veranlasst wird, sich im einen oder andern Sinne zu bewegen.
Eine Ausführungsform der Einrichtung ergibt sieh, wenn das Steuergetriebe mit zwei Motoren versehen wird, die je nur in ein und derselben Richtung umlaufen können und je mit einem der beiden erstgenannten Differentialrädergetriebe gekuppelt und ab wechselnd einschaltbar sind.
Statt der beiden Motoren kann auch ein mit den beiden erstgenannten Differential rädergetrieben gekuppelter Wendemotor vor gesehen werden. Zwischen diesen Wende motor und jedes der beiden mit ihm gekup- pelten Differentialrädergetriebe wird zweck mässig eine nur in einem Drehsinn wirkende Kupplung eingeschaltet, so dass der Wende motor jeweils nur eines der beiden Differen- tialrädergetriebe beeinflussen kann, und zwar je nach seiner Umdrehungsrichtung .das eine oder das andere.
Eine weitere Ausführungsform der Ein richtung ergibt sich, wenn das Steuergetriebe zum Zwecke der Beeinflussung der beiden erstgenannten Differentialrädergetriebe mit einer Bremseinrichtung versehen wird. Zweckmässig wird diese Bremseinrichtung mit zwei gesteuerten und mit zwei dauernd wirkenden Bremsen versehen, von welchen Bremsen die letzteren beiden eine schwächere Bremswirkung haben als die ersteren beiden und je eine der ersteren beiden und der letz teren beiden Bremsen auf eines der beiden erstgenannten Differentialrädergetriebe wirkt.
Dabei müssen die beiden gesteuerten Bremsen so gesteuert werden, dass abwechselnd das eine oder das andere der beiden Differential rädergetriebe dem Einfluss der zugehörigen, gesteuerten Bremse entzogen werden kann, während die beiden dauernd wirkenden Brem sen dazu dienen, je bei der Lösung der zu gehörenden, gesteuerten Bremse die durch das zugehörende Differentialrädergetriebe ange triebene Welle festzuhalten. Zum Betätigen der beiden steuerbaren Bremsen werden vor teilhaft Elektromagnete verwandt, die zweck mässig durch ein gemeinsames Stellglied be- einflussbar sind.
Um bei gewissen Ausbildungen der Ein richtung unbeabsichtigten Lauf der verschie denen vorgesehenen Differentialrädergetriebe zu verhindern und um die Steuerung mit ge ringen Kräften ausführen zu können, ordnet man an geeigneten Stellen selbstsperrende Getriebe an.
Die Zeichnung veranschaulicht schema tisch drei Ausführungsbeispiele einer gemäss der Erfindung ausgebildeten Einrichtung, und zwar zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbei spiel, beidem das Steuergetriebe zwei Moto ren mit unveränderlicher Umlaufsrichtung enthält, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Steuergetriebe mit einem Wende motor ausgestattet ist, und Fig. 3 bis 5 ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Steuer getriebe eine Bremseinrichtung enthält. Da bei ist Fig. 4 eine Teilansicht, gesehen in der Richtung der Pfeile IV-IV, und Fig. 5 ein Schnitt nach V-V von Fig. 3.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sitzt auf einer Welle 1 ein Hebel 2, der das Stellglied bildet und von Hand bewegt wird. Auf der gleichen Welle sitzt das Nachhol glied, das mit dem betreffenden umzustellen den schweren Maschinenteil gekuppelt zu denken ist und in der Zeichnung lediglich durch ein Kegelrad 3 dargestellt wird. Auf .der Stirnfläche des Kegelrades 3 befin den sich zwei halbkreisförmige Kontaktschie nen 4 und 5, von denen die Schiene 4 durch eine Leitung 6 an einen kleinen Steuermotor 7 und die Schiene 5 durch eine entsprechende Leitung 8 an einem Steuermotor 9 angeschlos sen ist.
Das Stellglied 2 trägt einen Schleif kontakt 10, der auf den Schienen 4 und 5 zu schleifen vermag und durch eine Leitung 11 an den einen Pol einer Stromquelle 12 ange schlossen ist. Vom andern Pol der Strom quelle 12 führen Leitungen 13 und 14 zu den freien Klemmen der Elektromotoren 9 und 7.
Die Motoren 7 und 9 dienen lediglich zur Steuerung des Getriebes, sind also von kleiner Leistung, etwa unterhalb 0,2 Ps. Zur Erzeu gung der Antriebsenergie :dient ein schwe rer Elektromotor 1.5, der von einer Strom quelle 16 gespeist wird und ständig umläuft. Seine Welle 17 treibt über zwei Schnecken triebe 18 und 19 zwei Wellen 20 und 21 mit gleicher Drehzahl an. Die Wellen '20 und 2.1 treiben je ein Hauptrad 22 und 23 von Differentialgetrieben 24 und 25.
Die gegen überliegenden Haupträder 2:6 und .27 der Dif ferentialgetriebe sitzen auf Hohlwellen 28 und 29, die über selbstsperrende Schnecken triebe 30 und 31 von den Steuermotoren 7 und 9 angetrieben werden können. Die die Planetenräder 3<B>2</B> und 33 der Differential getriebe tragenden Gehäuse sind mit Wellen 314 und 35 gekuppelt, die über Schnecken triebe 36, und 3,7 die beiden einander gegen über stehenden Haupträder 38 und 3.9 eines dritten Differentialgetriebes 40 antreiben.
Die Schneckengetriebe 36 und 37 sind so aus gebildet, dass, bei gleichen Winkelgeschwin digkeiten der Wellen 34 und 35, das heisst im Ruhezustand der Steuermotoren 7 und 9, sich die Haupträder 38 und 39 im entgegengesetz ten Sinne gleich schnell drehen. Das die Planetenräder 41 des Differen tialgetriebes 40 tragende Gehäuse ist mit einem Kegelrad 42 fest verbunden, das über ein Kegelrad 43 das Nachholglied 3 antreibt.
Die Einrichtung arbeitet wie folgt: In der gezeichneten Ruhelage berührt das Stellglied 2 mit seinem Kontakt 10 keine der Kontaktschienen 4 und 5 und die Steuermotoren 7 und 9 und damit die Haupträder 26 und 27 der Differential getriebe 24 und 25 sind in Ruhe. Der An triebsmotor 15 läuft ständig um und treibt die Wellen 20 und 21 mit gleicher Drehzahl an. Da die Haupträder 26 und 27 in Ruhe sind, haben auch die Wellen 34 und 35 glei che Drehzahlen, so dass das Kegelrad 42 und das Nachholglied sich in Ruhe befinden. Wird das Stellglied 2 aus der gezeichneten Stellung beispielsweise nach links verdreht, so wird der Stromkreis für den Elektromotor 7 über den Kontakt 10 und die Schiene 4 ge schlossen.
Infolgedessen setzt sich das Haupt rad 26 des Getriebes 24 in Umlauf und die Drehzahl der Welle 34 wird gegenüber der der Welle 20, also auch gegenüber der der Welle 35 verändert. Infolgedessen ist die Differenz zwischen den Drehzahlen der Haupträder 38 und 39 nicht mehr Null und das Kegelrad 42 dreht sich nach Massgabe der Differenz. Dadurch wird das Nachhol glied 3 in Umdrehung versetzt und bewegt sich so lange, bis die Kontaktschiene 4 vom Schleifkontakt 10 abgleitet. Damit hat Glas Nachholglied eine der Umstellung des Stell gliedes entsprechende Bewegung ausgeführt.
Bei richtiger Wahl des Drehsinnes ist zum Verdrehen der Haupträder 26 und 27 der Differentialgetriebe 24 und 25 ausser zur Überwindung der Reibung keine Energie er forderlich. Der Drehsinn muss dabei so ge wählt sein, dass die Räder 26 und 27 wäh rend des Stellvorganges im entgegengesetz ten Sinne wie die Wellen 34 und 35 um laufen. Die Motoren 7 und 9 können mithin äusserst klein gewählt werden, erreichen mit hin in kürzester Zeit ihre volle Drehzahl und lassen sich unmittelbar schalten, ohne dass an den Kontakten 4, 5 und 10 Schaltfeuer ein- tritt. Die gesamte zum Umstellen des Nach holgliedes 3 erforderliche Energie wird vom Hauptmotor 15 geliefert, der, da er ständig umläuft, beliebig gross gemacht werden kann.
Die Steuermotoren 7 und 9 nach Fig. 1 können, wie Fig. 2 zeigt, durch einen Wende motor 7' ersetzt werden, der je nach der Ein stellung des Stellgliedes auf die Schiene 4 oder 5 rechts oder links herum läuft. Zwi schen jedes der beiden Schneckentriebe 30 und 31 und den Motor 7' ist eine nur in einem Sinne wirkende Kupplung, beispiels weise ein Ges.perre 60 bezw. 61 eingeschaltet. Je nach dem Drehsinn .des Motors 7' gleitet dann das eine Gesperre, während das andere das Drehmoment auf den zugehörigen Schneckentrieb 30, oder 31 überträgt.
In die sem Fall benötigt der Wendemotor stets die g o leiche geringe Energie, gleichgültig, ob die Umstellung indem einen oder andern Sinne erfolgt. Statt der Gesperre können auch Frei laufkupplungen bekannter Art verwendet werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bis 5 wird die Bewegung,des Motors 15 auf das Nachholglied 3 wiederum über zwei Wel len 20 und 21, zwei Differentialgetriebe 24 und 25 und zwei weitere Wellen 34 und 35 übertragen. Die Einrichtung unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 jedoch durch die Steuerung der Diffe rentialgetriebe. Die Haupträder 22 und 2,3 der Differentialgetriebe 24 und 25 sind über Hohlwellen 28 und 29 an Bremsscheiben 44 und 45 angeschlossen, mit denen Bremsklötze 46 und 47 (Fig. 5) zusammenwirken.
Diese sind mittelst Schraubenfedern 48 und 49 an einem Hebel 50 befestigt, der um den Zapfen 51 drehbar ist und an seinem obern Ende bei 52 die Form einer Gabel aufweist, die eine mit dem Stellglied 2 verbundene, auf :der Welle 1 verschiebbare Büchse 53 umgreift. Das Nachholglied 3 trägt wiederum ein Kegelrad, das über ein Kegelrad 43 mit dem Gehäuse des Differentialgetriebes 40 verbun- ,den ist.
Auf .einer Scheibe 54 des Nachhol gliedes .3 sitzt eine kreisförmig gebogene Schiene 55 (Fig. 4 und 5), auf der das als Hebel ausgebildete Stellglied 2 schleift. Es wird durch eine Feder 56, die gegen den Hebel 50 drückt, in jeder Stellung zur An lage an die Schiene 55 gebracht. Die Füh rungsschiene 55 ist aus zwei Teilen 55' und 55'' zusammengesetzt, die je fast zwei rechte Winkel des gesamten Umfanges umfassen und verschiedene Höhe, gerechnet in Rich tung der Achse, aufweisen. Beide Teile sind durch abgeschrägte Abschnitte 57 überbrückt.
Zwei dauernd wirkende Bremsen 58 und 59 schleifen auf den Gehäusen der Differential getriebe 24 und 25 und sind so bemessen, dass sie die Gehäuse zu bremsen vermögen, wenn die zugehörende Bremse 44, 46 bezw. 45, 47 gelöst ist.
Die Einrichtung arbeitet wie folgt: In der Ruhestellung liegt das Stellglied 2 etwa auf der Mitte der einen Überbrückungs schiene 57 auf, so dass der Hebel 50 sich in der in Fig. 5 gezeichneten Lage befindet. In dieser Stellung sind beide Bremsen 44, 46 und 45, 47 angezogen und die Haupträder 22 und 23 befinden sich in Ruhe. Infolgedessen sind die Drehzahlen der Wellen 34 und 35 einander gleich, und die vom Motor 15 er zeugte Drehbewegung wird in dem Differen tialgetriebe 40 aufgehoben. Das Nachholglied 3 befindet sich in Ruhe.
Wird das Stellglied 2 aus der dargestellten Lage beispielsweise nach links bewegt, so gerät es auf die erhöhte Schiene 55' und hebt den Hebel 50 so weit ab, dass der Bremsklotz 47 von der Scheibe 45 gelöst wird. Da somit die Sperrung des Hauptrades 23 am Differentialgetriebe 25 aufgehoben ist unter gleichzeitiger Abbrem sung seines Gehäuses durch die Feder 59, wird die Drehzahl der Welle 35 gesenkt, wo durch dann das Getrieberad 43 bewegt wird. Die Folge ist, dass das Nachholglied 3 so lange in Umlauf versetzt wird, bis das Stell glied 2 wieder seine Mittellage auf der andern Überbrückungsschiene 57 einnimmt.
Statt der Schiene 55 kann auch eine Füh rungsnut verwendet werden, die an verschie denen Stellen der Scheibe 54 verschieden tief eingeschnitten ist und das Stellglied zwang läufig führt. Die Feder 56 kann dann fort- fallen. Statt der dargestellten Reibungs- brenrsen 44, 46 und 45, 47 können auch ge- zahnte Sperräder mit Klinken Verwendung finden. Die Bremsen können statt unmittel bar mechanisch auch mittelbar elektrisch durch Magnete oder dergleichen vom Stell glied beeinflusst werden. Das Stellglied und die Führungsschiene werden dann zweck mässig in der in Fig. 1 veranschaulichten Weise ausgebildet.