DE133999C - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/08—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for interconverting rotary motion and reciprocating motion
- F16H25/14—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for interconverting rotary motion and reciprocating motion with reciprocation perpendicular to the axis of rotation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
KLASSE
Um von einer umlaufenden Welle Maschinentheile so in hin- und hergehende Bewegung
zu setzen, dafs die Bewegungsrichtung senkrecht zur Achse der umlaufenden Welle ist,
bediente man sich bis jetzt in den meisten Fällen der Schubkurbel, wie sie bei Dampfmaschinen
angewendet ist, oder der Curvenscheibe, wie man sie bei kleinen Dampfpumpen findet, oder auch der unrunden
Scheiben.
In solchen Fällen, in denen eine unmittelbare Umformung der Bewegung, also ohne
schwingendes Zwischenglied, erwünscht ist, kommen bis jetzt nur die beiden letzten Arten
in Betracht.
Jedes dieser beiden Bewegungselemente besitzt jedoch wesentliche Nachtheile. Die Curvenscheibe
weist schlechte Reibungsverhältnisse auf und ferner wird die Anwendbarkeit derselben
durch die elastischen Durchbiegungen der die Gleitbahn bildenden Stege sehr beschränkt.
Die unrunde Scheibe hat den Nachtheil, dafs die Druckrichtung auf die Gleitrollen oder
Gleitflächen während der Umdrehung der umlaufenden Welle fortwährend in einer Ebene
wechselt, wodurch die hin- und hergehenden Maschinenteile auf Biegung beansprucht werden
, und wodurch in den Gleitbahnen ein Druck hervorgerufen wird, der seinerseits wieder eine schnellere Abnutzung der Gleitflächen
und einen Arbeitsverlust verursacht.
Gegenstand der nachstehend beschriebenen Erfindung ist nun ein Getriebe zur unmittelbaren
Kraftübertragung von einer umlaufenden Welle auf einen hin- und hergehenden Maschinentheil,
durch welches die oben genannten Nachtheile vermieden werden sollen.
In der beiliegenden Zeichnung zeigt:
Fig. ι das einzelne Maschinenelement,
Fig. 2 dasselbe im Eingriff mit einem Kegel.
Fig. 3 und 4 stellen eine Ausführung dar, bei der das Maschinenelement stufenförmig ausgebildet
ist.
Fig. 5 zeigt ein so ausgebildetes Maschinenelement im Eingriff mit einem Stufenkegel.
Fig. 6 zeigt ein aus solchen Maschinenelementen zusammengesetztes Getriebe.
Das in Fig. 1 dargestellte Maschinenelement, welches nachstehend als Hubscheibe bezeichnet
werden soll, besteht aus einem in eigenartiger Weise ausgeschnittenen Cylinder 33. Die Arbeitsflächen
31 laufen schraubenlinienförmig, von einem Punkte des Cylindermantels ansteigend,
aus einander, um sich auf einer um i8o° entfernt befindlichen Mantellinie wieder
zu treffen.
Die Cylinderachse der Hubscheibe fällt mit der Achse der umlaufenden Welle 15 zusammen.
Das Gegenelement der Hubscheibe bildet ein Kegel 32 (Fig. 2). Die Achsen des Kegels und des Cylinders bestimmen die Ebene,
in welcher die hin- und hergehende Bewegung stattfinden soll. Die Achsen der beiden Körper
bleiben bei der Bewegung stets parallel. Fig. 2 stellt die Hubscheibe in Eingriff mit dem Kegel
in dem Augenblick dar, in welchem die Achsen
den geringsten Abstand von einander haben. In dieser Stellung befindet sich der Berührungspunkt
der beiden Elemente nahe der Kegelspitze, und die geringste Drehung der Hubscheibe
nach der einen oder der anderen Richtung ruft eine Entfernung der Achsen der beiden dargestellten Körper hervor. Der Berührungspunkt
des Kegels und der Hubscheibe und somit der Angriffspunkt der Kraft liegt hierbei stets annähernd in der Ebene der beiden
Achsen. Der Berührungspunkt der beiden Körper rückt auf dem Cylinder von der Stellung der
Fig. 2 aus während einer halben Umdrehung in der Achsenrichtung vor, was zur Folge hat,
dafs immer andere Kreise der Mantelfläche des Kegels 32, und zwar mit gröfseren Durchmessern,
mit der. Hubscheibe in Berührung kommen.
Hierdurch wird unter gleichzeitiger Drehung des Kegels die Entfernung zwischen den Achsen
der beiden vergröfsert.
Die Berührungspunkte bilden in ihrer Aufeinanderfolge eine cylindrische Schraubenlinie
auf der Hubscheibe und eine spiralenförmige Schraubenlinie auf dem Kegel.
Es ist bei der praktischen Anwendung dieses Getriebes nicht nöthig, dafs der Berührungspunkt
sich stetig in der Richtung der Achsen verschiebt; .es wird sogar von Vortheil sein,
die Hubscheibe so auszubilden, dafs die Berührung schritt- oder stufenweise stattfindet,
und deshalb bildet man die Arbeitsflächen der Hubscheibe und des Kegels besser, wie in den
Fig. 3 bis 5 gezeigt, zu Stufen 10 bis 14 aus. Die Berührung je einer Stufe der beiden Elemente
findet alsdann während eines kleineren oder gröfseren Drehungswinkels der Hubscheibe
statt, je nachdem mehr oder weniger Stufen ausgebildet werden. Die Berührung findet dabei
in Linien statt, welche parallel zu den Achsen verlaufen und so lang sind, als die
betreffende Stufe hoch ist. Durch diese Anordnung vermeidet man die bei dem regelrechten
Kegel in Richtung seiner eigenen Achse auftretende Componente vollständig.
Die Breite der einzelnen Stufen, die natürlich von dem Verhältnifs der Gröfse des
Druckes zur Widerstandsfähigkeit des Materials abhängig ist, ist in den meisten Fällen aufserordentlich
gering.
In Fig. 6 kann die Hubscheibe durch die Riemscheibe 26 angetrieben werden, die ihrerseits
auf die beiden als Arbeitsrollen ausgebildeten Stufenscheiben oder Kegel, die im
Rahmen 24 drehbar parallel gelagert sind, arbeitet.
■ Der Rahmen 24 besitzt an seinen Enden die beiden Führungsstücke 25, welche sich in der
Achsenrichtung in den Lagern 28 verschieben können. Um todten Gang zu verhindern, ist
die Anordnung so getroffen, dafs in dem Augenblick, in dem die Berührung zwischen dem
Stufenpaare 16 und 18 aufhört, die Berührung von 14 und der Stufe 22 der anderen Stufenrolle
bereits eingeleitet ist. Im Falle, dafs die Kraft nur von einer Seite der Hubscheibe zugeführt
zu werden braucht, ist es zweckmäfsig, die Einrichtung so wie in Fig. 6 dargestellt
zu treffen, wo eine Riemscheibe 26 nur auf dem einen Ende der Triebwelle aufgekeilt ist,
so dafs die ganze Kraft nicht durch das dünne Halsstück der Hubscheibe 16 geht. Das Halsstück 16 kann alsdann verhältnifsmäfsig schwach
gehalten werden, da dasselbe nur geringe Beanspruchung erfährt. Der Grund der geringen
Beanspruchung liegt darin, dafs das Halsstück 16 fast nur in den Todtpunktlagen zur
Kraftübertragung herangezogen wird.
Der Hauptvortheil obiger Einrichtung gegenüber Bekanntem besteht nun darin, dafs die Reibung
und somit der Verlust bei der Bewegungsumformung ein aufserordentlich geringer wird.
Dieser Vortheil wird hauptsächlich dadurch erreicht, dafs die Berührungsflächen auf einander
abrollen und annähernd in der Ebene der Achsen liegen. Die stufenförmigen Maschinenelemente
bieten ferner den Vortheil, dafs die Drucke sämmtlich parallel zu der Achse der
FührungsstUcke auftreten bezw. mit derselben zusammenfallen. Bei beiden Ausführungsarten
ist es von Wichtigkeit, dafs während desjenigen Theiles einer Umdrehung, bei dem die gröfsten
Drucke zwischen beiden Elementen auftreten, der mittlere Theil dieser Elemente in Eingriff
mit einander steht, wodurch natürlich die Führungslager der Führungsstücke 25 aufserordentlich
geschont werden.
Die Reibungsverhältnisse, welche die Hubscheibe in ihrer Anwendung zur Veränderung
der Winkelgeschwindigkeit geeignet machen, so dafs sie für schnell und langsam laufende
Maschinen verwendet werden kann,' können durch ähnliche Veränderungen in der Bauart
in bestimmter Weise geregelt werden, und zwar wie folgt: Wenn die Höhe a-a des Elementes
33 bei der Anwendung von Stufen verlängert wird, so wird auch die Berührungslinie an der jeweiligen Eingriffsstelle vergröfsert.
Claims (1)
- Patent-An Sprüche:ι . Getriebe zur Umwandlung einer umlaufenden Bewegung in eine hin- und hergehende, dadurch gekennzeichnet, dafs ein auf der Treibwelle (15) aufgekeilter, schraubenflächenartig ausgeschnittener Cylinder (33), dessen Schnittfläche nach den Mantelflächen von Kegeln abgerundet ist, als Hubscheibe dient und gegen die Mantelfläche eines Kegels (32) wirkt, der mit seiner Achse (23)parallel zur Achse der Treibwelle (15) und in einem Rahmen (24) gelagert ist, der rechtwinklig zur Achse der Treibwelle verschoben werden kann (Fig. 2 und 6).
Ausführungsfonn des Getriebes nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs in der Fläche des Cylinderausschnittes und in der Mantelfläche des getriebenen Kegels Stufen ausgebildet sind, so dafs die zu übertragende Kraft lediglich in der Richtung zur Wirkung kommt, in der der Kegel verschoben wird (Fig. 3 bis 6).Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE133999C true DE133999C (de) |
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ID=402153
Family Applications (1)
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Country | Link |
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0
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