DE133999C - - Google Patents

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)

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.