DE127641C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Sicherung einer Welle gegen Drehung durch Kräfte, welche an einem auf der Welle befestigten Hebelarm bestimmter Länge wirken. Die Einrichtung ist beispielsweise für die Steuerung von Motorwagen anwendbar, kann jedoch auch für andere Zwecke in, mannigfacher Weise benutzt werden.

Bei dem Erfindungsgegenstande werden an sich bekannte Maschinenelemente benutzt, die besondere kinematische Eigenthümlichkeiten nicht zeigen, deren gegenseitige Abmessungen dagegen ganz bestimmter und bisher ungebräuchlicher Art sind, zum Zwecke, ein Zahnrad, Reibrad oder ein sonst geeignetes Umlauftriebmittel, welches eine zur Drehungsachse tangential gerichtete Kraft aufnimmt und abgiebt, gegen unbeabsichtigte Drehung zu sichern.

Die Erfindung besteht darin, dafs die Durchmesser der Lagerschalen einer Welle, welche ein Zahnrad, Reibrad u. s. w. trägt und der Durchmesser dieses Zahn- oder Reibrades geeignete Abmessungen erhalten.

Um zu erzielen, dafs ein Zahnrad oder Reibrad vom Halbmesser r durch eine tangential wirkende Kraft F nicht gedreht wird, ist es erforderlich, dafs der Halbmesser R des oder

R F

der Wellenlager der Gleichung — = -=—7-⁰ r F · A

entspricht, wobei A der Coefficient der Reibung der Welle in ihren Lagern ist. Dieser Coefficient ist mit der Art der in Berührung befindlichen Stoffe veränderlich.

Wenn die in dem Lager einander berührenden Stoffe derartige sind, dafs der Reibungscoefficient beispielsweise 0,30 (zwischen Eisen und Vulkanfiber) beträgt, so mufs der

Halbmesser der Lagerschalen R = —

0,30

r«3,33 oder gröfser sein, welche Zahl dem Gleichgewichtszustand entspricht. Die an einem Hebelarm gleich dem Halbmesser r wirkende Kraft F hat ein Bewegungsvermögen von F · r. Diese Kraft wirkt mit voller Gröfse auf das bezw. die Lager, wobei die Reibung FrA ist und einen an dem Halbmesser R wirkenden Widerstand darstellt. Dieser Widerstand hat eine Kraftwirkung von F-A-R. Bei Ein-

r Setzung des Wefthes für JR erhält man F · A · —τ-

Jx

oder F-r. Es ist mithin ersichtlich, dafs das Kraftmoment durch ein gleiches Moment des Reibungswiderstandes ausgeglichen wird. Es ist ferner ersichtlich, dafs bei einer Uebertragung einer Kraftwirkung von 1 F r durch die Welle, doch eine tangentiale Kraft, welche von dem Zahnrad ausgeübt wird, die Welle nicht drehen kann.

Obwohl in den vorstehenden Ausführungen nur Zahnräder bezw. Reibräder erwähnt sind, kann die Erfindung für jede Art von kinematischen Gliedern zur Uebertragung der Bewegung von einer treibenden Welle auf angetriebene Theile benutzt werden. Die Treibwelle kann beispielsweise auch eine Seilscheibe oder eine Kettenrolle tragen oder mit einem Getriebe zu-

sammenwirken, welches aus einem Zahnrade und einer Zahnstange oder einem zweiten Zahnrade besteht. Der Constructeur behält freien Spielraum für die Wahl der für jeden Fall am besten geeigneten Vorrichtung und der Art der einander berührenden Stoffe. Es ist zweckmäfsig, diese Stoffe derart zu wählen, dafs der Reibungscoefficient thunlichst grofs ist; eine Vergrößerung des letzteren kann hierbei durch Anbringung von Rillen von dreieckigem Querschnitt nach Art eines Schraubengewindes erfolgen.

In den Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel eine Lenkvorrichtung für Motorwagen gewählt, deren Antrieb durch Zahnrad und Zahnstange erfolgt.

Fig. ι zeigt die wesentlichen Theile der Vorrichtung im Schnitt nach der Linie A-B von Fig. 2;

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie C-D von Fig. i.

In den Zeichnungen ist α ein an dem Wagengestell befestigter Träger, der als Lager für die Welle b dient, welche an ihrem oberen Ende ein von Hand drehbares Steuerrad c und am unteren Ende ein Zahnrad d trägt. Auf der Welle' b ist eine Scheibe e aufgekeilt, um den Durchmesser zu vergröfsern. Auf dieser Scheibe e ist ein Bremsring f aus Vulkanfiber angebracht. Der gröfste Durchmesser des als Reibungsglied dienenden Theiles dieses Ringes/ erhält bezüglich des. Durchmessers des Zahnrades d eine der Erfindung in der vorstehend erläuterten Weise entsprechende Abmessung. Die Bewegung des Zahnrades d wird auf das Gestänge der Lenkvorrichtung durch eine Zahnstange g übertragen. Letztere wird durch einen Anschlag h geführt, der mittels einer Schraube befestigt ist.

Die vorstehend angegebene Formel ist für den Fall abgeleitet, dafs das Zahnrad und die mit ihm zusammenwirkende Zahnstange in derselben Ebene liegen, wie das Lager selbst. Diese Formel bleibt jedoch für die verschiedenen Lagenveränderungen der Organe gegen einander richtig, es genügt alsdann eine entsprechende Aenderung von R.

Wenn beispielsweise das Zahnrad, wie bei dem dargestellten Beispiel, nicht zwischen den beiden Lagern sitzt, wirkt die Kraft F stärker auf das dem Zahnrad am. nächsten liegende Lager; es genügt alsdann, R in entsprechendem Verhältnifs zu ändern.

Wenn das Zahnrad zwischen den beiden Lagern sitzt, ist die Lösung ,der Aufgabe folgende : ^;

Falls die in Betracht kommenden Organe in gleichem Abstande von den Lagern angeordnet sind, ist eine Aenderung der Formel nicht erforderlich, dagegen müssen beide Lager gleichen Durchmesser erhalten; falls nur ein Lager, nämlich das dem Zahnrad am nächsten liegende, allein zur Aufnahme des Reibungswiderstandes dienen soll, mufs der Durchmesser R dieses Lagers in gleichem Verhältnifs vergröfsert werden, wie die Kraft F selbst abnimmt.

Claims (1)

1. P ATENT-An Spruch:

   Eine Einrichtung zur Sicherung einer Welle gegen Drehung durch Kräfte, welche an einem auf der Welle befestigten Hebelarm bestimmter Länge wirken, besonders für die Steuerung von Motorwagen, dadurch gekennzeichnet, dafs die Welle (b) unter Einschaltung eines die Reibung vergröfsernden Stoffes (f) gelagert ist und der Durchmesser des oder der Lager der Welle (b) mit Rücksicht auf die Adhäsion oder den Reibungscoefficienten der einander berührenden Stoffe in diesen Lagern derart bemessen ist, dafs das Moment des in letzteren auftretenden Reibungswiderstandes mindestens gleich dem Drehmoment der an dem Hebelarm bestimmter Länge wirkenden Kräfte ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.