Übersetzungsvorrichtung. Gegenstand der Erfindung ist eine Über setzungsvorrichtung, bei welcher eine Reihe von Schalträdern vorgesehen ist, die wahl weise von einem Antriebsmittel angetrieben werden. Sie kann beispielsweise Verwendung finden bei Stickmaschinen, Werkzeugmaschi nen und dergleichen.
Gemäss Erfindung wir ken die Schalträder, wenigstens vom zweiten der Reihe an, mit einer Reihe von mit ihnen parallelgeschalteten Differentialumlaufgetrie- ben zusammen und versetzen die letzteren in Teildrehungen, wobei die einzelnen Diffe rentialumlaufgetriebe untereinander in Serie geschaltet sind, und zwar derart, dass sie so wohl als einfache Übersetzungsräder, wie auch als Differentialräder den Antrieb der einzelnen Schalträder summierend auf die anzutreibende Welle übertragen.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes in An wendung auf ein Jacquardwerk, bezw. einen Stickautomaten.
Fig. 1 ist der Längsschnitt; Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. 1, und Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie C-D der Fig. 1 des ersten Ausführungsbei spiels; Fig. 4 bis 7 zeigen das zweite Ausfüh rungsbeispiel.
Im Lager 25 ist mittelst einer Muffe die zylindrische Räderstufenscheibe 1, 2, 3 der art festgestellt, dass sie undrehbar ist. Die einzelnen Stufen dieser Scheibe sind mit Zahnkränzen ausgestattet. Konzentrisch mit der Räderstufenscheibe ist auf den Muffen der letzteren eine zylindrische Glocke 50 drehbar gelagert, welche mit der Antriebs scheibe 26 fest verbunden ist und durch die letztere in Drehung versetzt werden kann.
Die Glocke 50 besitzt Lager für vier Wellen 4, 5, 6, 7, welche in diesen Lagern drehbar gelagert sind. Auf den Wellen 4, 5, 6, 7 sitzt je ein Paar von Kupplungsrädern 8, 9 bezw. 10, 11 bezw. 12, 13 bezw. 14, 15 in der Weise, dass sich diese Kupplungsräder auf der betreffenden Welle achsial. verschie ben lassen. mit der Welle jedoch undrehbar verbunden sind. Die Verschiebuno- bann durch die Platinen 16, 17 bezw. 18, 19 bezw. 20, 21 bezw. 22, 23 bewirkt werden.
Durch diese Verschiebungen können die Kupplungs räder mit den entsprechenden Zahnkränzen 1, 2, 3 der Räderstufenscheibe in und aus dem Eingriff gebracht werden, und zwar je eines der Paare 8, 9 bezw. 10, 11 usw. Die Platinen können von Hand oder durch einen Jaequardmechanismus bewegt werden.
Die Wellen 4, 5, 6, 7 tragen ferner ausser halb der Glocke an ihren Enden festgemachte, als Umlaufräder ausgebildete Schalträder 27, 28, 29, 30, welche in unterschiedlichen Ebenen liegen. Jedes von diesen Schalträdern greift in je eines von Serientreibrädern 31, 32, 33 und 34. Die Schalträder 27, 28, 29 sind gleichgross untereinander, ebenso die Se rientreibräder 31, 32, 33; das Schaltrad 30 ist kleiner als die andern Schalträder und das Serientreibrad 34 grösser als die andern Se rientreibräder.
Die Drehachsen der letzteren liegen alle in einer Geraden. Das erste Serientreibrad 31 ist auf der Welle 24, welche als Träger des ganzen Mechanismus ausgebildet ist, festgemacht. Die Welle 24 ist einerseits in den Muffen der Räderstufenscheibe 1, 2, 3 und anderseits in der Büchse 51 der anzu treibenden Welle 52 drehbar gelagert.
Auf der Welle 24 ist das Rad 40 fest- gefacht, das gleichgross wie das Serientreib rad 31 ist und mit dem letzteren ein doppel tes Zentralrad bildet. Neben dem Rad 40 ist auf der Welle 24 ein Rad 41 drehbar be lagert, welches mit einem dem letzteren gleichgrossen Rad 42 das zweite doppelte Zentralrad bildet. Neben dem Rad 42 ist auf der Welle 24 ein Rad 45 drehbar gelagert, welches mit einem dem letzteren Bleich grossen Rad 46 das dritte doppelte Zentral rad bildet. Neben dem Rad 46 ist auf der Welle 24 ein Rad 47 mit der Büchse 51 drehbar gelagert.
Mit dem Serientreibrad 32 ist mittelst einer Nabe ein gabelförmiger Träger 35 ver bunden, welcher eine Achse aufweist, auf vier ein Paar von fest miteinander verbun denen Differentialrädern 38, 39 drehbar sitzt. In derselben Weise sind die Serientreibräder 33 und 34 mit Trägern 36, 37 versehen, wel che Differentialräderpaare 43, 44 bezw. 48, 49 tragen.
Wird die Glocke 50 durch die Antriebs scheibe 26 angetrieben, so führen die durch Platinen 16, 17 eingeschalteten Kupplungs räder 8, 9 . . . während einer Umdrehung der Glocke entsprechende Tourenzablen aus, welche mittelst der Schalträder 27, 28 . . . auf die Serientreibräder 31, 32 . . . übertra gen werden. Ist eine oder mehrere der Wel len 4, 5 . . . nicht durch das Kupplungs rad mit der Zahnradstufenscheibe 1, 2, 3 verbunden, so wälzt sich das bezw. die Schalt räder 27, 28 . . . auf dem bezw. den für diesen Fall zum Beispiel durch nicht ge zeichneten Sperrkeil gesperrten Serientreib rädern 31, 32 . . . ab, so dass dementspre chend die Welle 24 bezw. die Träger 35, 36, 37 keine Bewegung erhalten.
Die Sperrune wird vom Jacquardwerk aus betätigt.
Da das erste Differentialgetriebe 35, 38, 39 durch das doppelte Zentralrad 31, 40 mit dem ersten Schaltrad 2 7 direkt gekuppelt ist, so wird dieses Getriebe 35, 38, 39, wenn die Welle 24 stillsteht und die drei andern Schalträder 28, 29, 30 angetrieben werden, sich auf dem stillstehenden Rad 40 abwälzen, und das Rad 41 wird durch das Rad 39 so angetrieben, dass es eine Teildrehung in dem selben Sinne mitmacht.
Wenn D38, D39, D40, D41 die Durchmesser der betreffenden Räder 38, 39. 40, 41 sind, so ist diese Teildrehung gleich
EMI0002.0012
Da aber sämtliche Serientreibräder in gleichem Sinne aiigetriebeii werden und das Rad 38 grösser als 39 ist, so wird sich die Teildrehung, welche dem Rad 41.
42 durch die Be egun" des Differentialgetriebe.. 36, 43, 44 durch das betreffende Schaltrad bezw. Serientreibrad 33 mitgeteilt wird, zu der erstgenannten Teildrehung algebraisch sum mierend, auf das letztgenannte Differential getriebe und in i;ähnlicher \'eise auf das dritte Differentialgetriebe 37, 48, 49 und die angetriebene Welle übertragen.
Steht dagegen zum Beispiel das Serien treibrad 32 still, während die Räder 31, 33, 34 angetrieben werden, so ist das Differen tialgetriebe als solches ausgeschaltet und überträgt die Teildrehung, welche dem Rad 38 vom Rad 40 mitgeteilt wird, als einfaches Übersetzungsgetriebe auf das Rad 41. Das selbe ist der Fall, wenn die Räder 33 bezw. 34 stillstehen, wobei sie als einfache Über setzungsgetriebe wirken.
In Fig. 4 ist ein ähnlicher Längsschnitt wie in Fig. 1 dargestellt; Fig. 5 zeigt die Teilkreise des Getriebes. Dieses Ausführungs beispiel dient zum Antrieb eines Stickauto- maten, und Fig. 6 und 7 zeigen den Platinen- rost, beziehungsweise die zu jeder Einheit gehörige Kombination der Platinen.
Die Drehbewegung wird der Treibwelle 33', welche in Lagern 29' drehbar gelagert ist, mittelst eines Zahnschiebers 31', welcher das Treibrad 30' mustergemäss in Links- bezw. Rechtsdrehung versetzt, mitgeteilt. Die auf der Welle 33' nebeneinander ange ordneten Schalträder 22', 23', 24', 25', 26', 27', 28' sind auf Längskeilen 34 achsial ver schiebbar, so dass sie durch die ihre Naben umfassenden Schieber 35' ein- und ausgerückt werden können. Das Ein- und Ausrücken wird durch die in einem Rost 43' gelagerten Platinen 36', 37', 38', 39'. 40', 41'. 42' (Fig. 7) bewirkt, welche die Schieber 35' betäti gen, mustergemäss vom Jacquardapparat aus besorgt.
Die Schalträder 23', 24', 25', 26', 27', 28' übertragen ihre Drehung auf die Serientreibräder 9', 10', 11', 12', 13', 14'. wel che als Träger von auf Zapfen 44' sitzenden Differentialgetrieben 15', 16' bezw. 16', 17' bezw. 17, 18' bezw. 18', 19', bezw. 19', 20' bezw. 20', 21' ausgebildet sind. Das erste Serientreibrad 8', welches durch das Schalt rad 22' angetrieben wird, trägt kein Diffe rentialgetriebe, sondern ist mittelst des Zen tralrades 1' direkt gekuppelt.
Die Welle 32' ist die angetriebene Welle; dieselbe trägt drehbar das erste Serientreib rad 8', das Zentralrad 1', die doppelten Zen tralräder 2', 3', 4', 5', 6' und ist mit dem letzten Zentralrad 7' mittelst eines Stell- ringes 45a fest verbunden. Der Stellring 45a sitzt fest auf der Welle 32', die in den La gern 45' drehbar ruht. Die Räder 9', 10'. . . sitzen drehbar auf den Mittelteilen der Zen tralräder.
Die Serientreibräder 8', 9'. . . können in ihrer Lage, in welcher sie dem Muster ent sprechend nicht im Eingriff mit den Schalt rädern sieben sollen, festgestellt werden, damit sie sich nicht unbeabsichtigt drehen können. Dies erfolgt durch Sperrkeile 46', welche als Fortsätze an den Schiebern 35' angebracht sind und beim Ausrücken der Schalträder 22', 23' . . . in die Zähne der Serientreibräder 8', 9' . . . eingreifen, so dass diese festgestellt sind. Beim Einrücken der Schalträder treten die betreffenden Sperrkeile selbsttätig aus dem Zahnkranz aus.
Zunächst sei nur das erste Schaltrad 22' durch die Platine 36' eingeschaltet, während alle andern Schalträder ausgerückt und die Serientreiräder 9', 10' . . . durch Sperr keile 46' gesperrt sind. Die auf das Zahnrad 8' vom Zahnschieber 31' durch die Treibwelle 33' und das Schaltrad 22' übertragene kon stante, Drehbewegung wird auf das Rad 1' übergeleitet. Da alle Träger der Differential getriebe gesperrt sind, so wirken die letzteren als einfache Übersetzungsräder, und die ge nannte Drehbewegung überträgt sich bis auf das Getriebe 20', 21' und von diesem auf das Rad 7' und die Welle 32'.
Unter der Voraus setzung, dass die Räder eines jeden Zentral rates 2'-2', 3'-3' . . . unter sieh und eben falls die benachbarten Differentialräder 16'-16', 17'-17' . . . unter sieh gleiche Zähnezahl haben, so ergibt sich als LTber-- >#eIzungsverhältnis
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wenn Dl, D@ . . . die Durchmesser der Zen tralräder 1', 2' . . ., dl <I>. . . du</I> die Durch- niesser der Differenlialgetriebe 15', 16' . . . sind.
Bezeichnet nian die (lein Serientreibrad erteilte Drehzahl als Konstante mit K, so ist die Grösse der auf die Welle 32' über- setzten Teildrehung bestimmt durch die Formel
EMI0004.0001
Ist nur das zweite Schaltrad 23' durch die entsprechende Platine 37' eingeschaltet, während alle andern gesperrt sind, so wird die auf das Rad 9' übergeleitete Drehbewe gung, durch das Abwälzen des Rades 15' des Differentialgetriebes 15', 16' auf dem ruhen den Rad 1' zunächst differenziert und das Zentralrad um die Differenz der Zähnezahlen von Rad 1' zu Rad 2' gedreht.
Diese Teil drehung wird dann vom Rad 2' bis zum Endgetriebe 21', 7' durch einfache Überset zung auf die Welle 32' übertragen; dieselbe ist bestimmt durch die Formel
EMI0004.0003
Da D2 grösser ist als Dl, so ist die Diffe renzierung positiv und dreht sich das Zen tralrad 2' in der gleichen Richtung wie, das Serientreibrad 9'.
Derselbe Vorgang wiederholt sich beim Schaltrad 24', welches durch die Platine 38' eingeschaltet wird. Hierbei ist die auf die Welle 32' übertragene Teildrehung bestimmt durch die Formel
EMI0004.0004
In weiterer Folge sind die von den ein zelnen Schalträdern auf die Welle 32' über- tragenen Teildrehungen bestimmt durch die Formel
EMI0004.0005
Wenn man als Basis für die Verteilung der Einheiten nach einer geometrischen Reihe in den einzelnen Platinen die Zahl 2 nimmt, so dass die nächstfolgende Platine doppelt so viel Einheiten aufweist wie die vorher gehende, so erhält man bei n Platinen bezw. Schalträdern die Anzahl der Einheiten auf der letzten Platine e = 2n-1; bei sieben Schalträdern, wie dargestellt, daher e = 26 = 64 (Fig. 7).
Beim Endgetriebe 6', T, 14', 28' ist beim Ausführungsbeispiel die eingeleitete Dreh bewegung verschoben. Hat zum Beispiel Rad 1' 32 Zähne, Rad 2' 48 Zähne, Rad 3' 56 Zähne, Rad 4' 60 Zähne, Rad 5' 62 Zähne und Rad 6' 63 Zähne, so hat das Rad 7' 64 Zähne, und das Planetenpaar 20', 21' macht nur eine halbe Umdrehung, also
EMI0004.0006
Dementsprechend ist auch die Zähnezahl des letzten Triebrades 28' und des Zahnrades 14' bemessen. Daraus ergibt sich
EMI0004.0007
Das Endgetriebe wird dann so gewählt, wenn die Zentralräder nicht zu viel Zähne erbalten sollen.
Wenn alle Platinen eingeschaltet sind, arbeiten alle Differentialgetriebe gleichzeitig .tia, und zwar werden im Sinne der Parallel schaltung alle eingeleiteten Teildrehungen gemäss obiger Formeln auf die angetriebene Welle 32' summarisch übertragen.
Dann ist S = sl + s2 + 8s -@ s4 . . . + s" = e -1 Die jeweilige Summe S dieser Teilbewe gungen entspricht dem mustergemässen Ein griff der Schalträder durch die Platinen.
Beim .vorliegenden Ausführungsbeispiel lösen die Platinen folgende Einheiten aus:
EMI0005.0001
Platine <SEP> 36' <SEP> = <SEP> 64 <SEP> Einheiten.
<tb> xxx
<tb> " <SEP> 37' <SEP> = <SEP> 32 <SEP> "
<tb> " <SEP> 38' <SEP> = <SEP> 16 <SEP> "
<tb> " <SEP> 39' <SEP> = <SEP> 8 <SEP> "
<tb> " <SEP> 40' <SEP> = <SEP> 4 <SEP> "
<tb> " <SEP> 41' <SEP> = <SEP> 2 <SEP> "
<tb> " <SEP> 42' <SEP> = <SEP> 1 <SEP> " Soll beispielsweise durch den Stickauto- maten ein Stich von 89 Einheiten gebildet, beziehungsweise eine Übersetzung von 89 Einheiten erzielt werden, so kommen fol- ende Platinen in Eingriff:
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Platine <SEP> 36' <SEP> = <SEP> 64 <SEP> Einheiten.
<tb> " <SEP> 38' <SEP> = <SEP> 16 <SEP> "
<tb> " <SEP> 39' <SEP> = <SEP> 8 <SEP> "
<tb> " <SEP> 42' <SEP> = <SEP> 1 <SEP> "
<tb> zusammen: <SEP> 89 <SEP> Einheiten. Die Platinen 37'. 41', 40' bleiben ausser Eingriff.
Will mau die Anzahl der summierenden Einheiten e noch erhöhen, so braucht man nur mehrere solcher Differentialgetriebe pa rallel anzuschalten. Die Anzahl der summier ten Einheiten vergrössert sich dann im Po tenzverhältnis der Basis 2. zum Beispiel Für n = B. 9. 10 . . . . ist en - 1. = 255, 511, 1023 usf.
Die benachbarten Differentialräder ha- hen beim vorliegenden Ausführungsbeispiel gleiche Zähnezahlen. Es können aber auch die Abstufungen, welche hier den Rädern 1', 2' . . . zugrunde gelegt sind, umgekehrt auch hei den umlaufenden Differentialrädern 15'-16', 16'-17' zugrunde gelegt werden, deren Zähnezahlen d, d2, . . . nach denselben Formeln wie für die Räder D1, D2 , . . . be rechnet werden müssten. In diesem Falle wären die Zähnezahlen für D1, D2, . . . ein ander gleich. Der Erfolg ist derselbe.
Bei der gezeichneten Vorrichtung kommt keine Platinensicherung in Frage, da es hierbei gleichgültig ist, ob alle Platinen gleichzeitig oder nur teilweise in Eingriff stehen. Dieser Umstand ist sehr vorteilhaft gegenüber den bekannten Stickautomaten, weil falsche Löcher in der Karte, die eine Auslösung falscher Platinen zur Folge ha ben, einen umständlichen Sicherungsapparat, sogenannten Platinenverschluss, erfordern. Ein solcher Apparat versagt aber oft, und dann sind die Brüche von Getrieben unver meidlich.
Alle diese Nachteile fallen bei der ge zeichneten Vorrichtung weg. da es hier gar keine Serien gibt, denn jede Serie enthält mir ein Stichloch.
Anderseits ist die Präzision dieser Vor riuhtung weiiaus besser. als hei den bekann ten Automaten, denn die eingeleitete Dreh bewegung wird stufenartig verfeinert und endet heim letzten Getriebe mit einer kaum merklichen Differenzierung. Man kann da her mit Hilfe dieser Vorrichtung selbst kaum wahrnehmbare Stiche, wie bei den feinen Stickmustern erforderlich ist, erzielen, Vor ausgesetzt, dass die Gatterantriebsspindeln mit der gehörigen Präzision arbeiten.
Ein weiterer Vorteil vorliegender Vor richtung gegenüber den bestehenden Vor richtungen ist noch der Umstand, dass für beide Bewegungsrichtungen der Gatteran triebsspindeln (horizontal und vertikal) nur je sieben Platinen hei 127 Einheiten (sechs Platinen bei 63 Einheiten) oder (acht Pla- tinen bei 255 bezw. neun Platinen bei 511 Einheiten usf.) erforderlich sind, welche die gesamte Arbeit leisten, gegenüber zum Bei spiel zwanzig Platinen des bekannten Zahn automaten für nur 100 Einheiten. Die Breite der Jacquardkarte reduziert sieh daher auf ein Drittel der gewöhnlichen kartenbreite, was bei dem grossen Kartenaufwand sehr wesentlieh ist. Ausserdem wird die Konstruk tion der Kartenschlagmaschine bedeutend vereinfacht.
Wenn der Gegenstand vorliegender Er findung als reine Übersetzungsvorrichtung zum Beispiel bei Werkzeugmaschinen Ver wendung finden soll, bei welcher eine kon tinuierliche Drehbewegung eingeleitet wird, im Gegensatz zum Stichwechsel beim Stick- autoinaten. so könnte die Konstruktion den Jeweiligen Verhältnissen angepasst werden.
E#i können aber auch die einzelnen Getriebe ,während des Gaules der Maschine ein- und ausgeschaltet -werden. -renn eigene hierzu passende Kupplungen verwendet werden. welche beim Ausschalten die Getriebe auch gleichzeitig sperren. Da die Schalträder 22', 23' . . . 27' mit Ausnahme des Endtriebsrades 28' eine gleichgrosse Drehbewegung einleiten, so können dieselben auch direkt durch Kupp lungen als Schaltorgane ersetzt werden, wel che die Räder 8', 9'. . . direkt kuppeln und beim Ausschalten sperren.
Auf diese Weise kann ein vielseitiger Übersetzungswechsel erzielt werden, ohne dass die Maschine still gesetzt zu werden braucht. Die Vorrichtung kann ferner bei Präzisionsmessmaschinen, wo verschiedenartige abgepasste Bewegungen erförderlich sind, mit Vorteil verwendet werden; endlich lässt sich die Vorrichtung in kombinierter Form auch als Rechenmaschine verwenden.
Erforderlichenfalls kann man auch meh rere solcher Vorrichtungen mit parallel ge schalteten Differentialgetrieben aneinander reihen (sogenannte Serienschaltung von Dif ferentialgetrieben), so dass die angetriebene Welle des einen Getriebes die Antriebswelle des nächsten ist. Die Verwendungsmöglich keit ist also sehr vielseitig und kann Beispiel weise als kubisches Getriebe (23-1 auch hei Automobilgetrieben grosse Vorteile bieten.