DE156921C - - Google Patents

Description

PATENTAMT

Jig 156921 KLASSE 47 h.

W. HARTMANN in BERLIN.

Das auf den beiliegenden Zeichnungen in zwei Ausführungsformen dargestellte Getriebe soll dem Zwecke dienen, eine hin- und hergehende, beispielsweise von einem beständigen oder auch in sich veränderlichem Kurbelgetriebe hervorgebrachte Bewegung regelmäßig zu unterbrechen oder auch ganz und gar aufzuheben. Derartige Bewegungen sind z. B. bei den Ventilen von Dampfmaschinen, Gas-, Erdöl- usw. -motoren, bei Pumpen und Kompressoren mit gesteuerten Ventilen u. dgl. zu erzwingen.

In den gezeichneten Ausführungsbeispielen ist zwecks leichterer Verdeutlichung angenommen, daß es sich um die Steuerung — d. i. in diesem Sinne die regelmäßig wiederkehrende, gesetzmäßig erfolgende Bewegung — der Ventile solcher Maschinen handele, und es ist aus diesem Grunde mit dem Getriebe ein Hebel c² verbunden, der zu den nur in den Fig. 1 und 4 dargestellten Ventilspindeln s führt.

Die Aufgabe, welche das neue Getriebe erfüllen soll, besteht bei diesem Beispiel nunmehr darin, den Hebel c² zeitweise aus seiner in den Fig. 1 und 4 gezeichneten Ruhelage um einen beliebigen Winkel zu drehen und in die Ruhelage zurückzuführen; wenn aber diese Lage wieder erreicht ist, so soll der Hebel c² von dem Getriebe gesperrt gehalten werden, obgleich dabei andere Glieder des letzteren von der Maschine aus weiterbewegt werden.

Alle diese Bewegungen sollen zwar im Prinzip ohne Zuhilfenahme von Federn, also nur durch die Mittel des vollkommenen oder teilweisen Paarschlusses erfolgen; es soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, Federn zur Ausgleichung oder Unschädlichmachung von Spielräumen an den Berührungsstellen der Glieder zu verwenden, seien diese durch Fehler in der Herstellung, durch Abnutzung, durch verschiedene Ausdehnung der einzelnen Glieder bei Temperaturänderungen usw. unabsichtlich entstanden, oder absichtlich zur Verlegung des Anfangspunktes der Bewegung, zur Beseitigung von Reibungen, zur Dämpfung des aus der Eigenbewegung des Getriebes entstehenden Geräusches herbeigeführt. Da sich diese letzteren Anordnungen aber ganz und gar nach den besonderen Anwendungen des Getriebes richten und da dieselben im Einzelfalle mit bekannten Mitteln unschwer getroffen werden können, so soll im nachfolgenden nur das reine Getriebe beschrieben werden.

Die Darlegung beginne mit der in den Fig. ι bis 3 dargestellten Ausführungsform.

Die Fig. ι zeigt die mittlere Lage des Getriebes. Die Stellung des Hebels c² im Räume des ruhenden Gliedes d ist durch die Mittellinie 4 -A besonders kenntlich gemacht.

Die Fig. 2 zeigt, wie das Getriebe den Hebel c² aus der Stellung 4-A in die Stellung 4.-B gebracht hat.

Die Fig. 3 zeigt wieder dieselbe Lage 4-A des Hebels c² wie die Fig. 1; während nun der Hebel c² und alle mit ihm zwangläufig verbundenen Teile ruhen, hat sich der Winkelhebel c c^l aus der in Fig. 1 gezeichneten Mittellage 4-A nach rechts herausgedreht.

Die weitere Erläuterung des Getriebes kann dadurch sehr vereinfacht werden, daß die um den Punkt 4 drehbaren beiden Glieder c c^l und c² c³, die hier als- Winkelhebel ausgeführt sind, für die Bewegung aus der Stellung Fig. ι in diejenige der Fig. 2 und zurück in Fig. 1 als ein einziges Glied angesehen werden. Dieses ist deshalb möglich, weil die Formen der Flanke 6' an dem Wälzhebel α und der Flanke 6" an dem Wälzhebel c³ dem Bewegungsgesetze angepaßt sind, das zwischen den beiden Gliedern a und c des Getriebes nach Festlegung der Gliedlängen 1-2 von a, 2-3 von b, 3-4 von c und 4-1 von d besteht.

Die vier Glieder a, b, c und d (wobei c als die Verkörperung der Linie 3-4 anzusehen ist) bilden ein Kurbelviereck, worin a die Kurbel, b die Koppel, c die Schwinge und d den Steg, d. i. das festgestellte Glied, bezeichnen.

Die Gesetzmäßigkeit der Relativbewegung der Kurbel α gegenüber der Schwinge c wird bekanntlich durch die Polbahnen dieser Glieder ausgedrückt. Nach bekannter Methode wird nun, nachdem über die Form der einen Flanke, z. B. 6" an dem Wälzhebel c³, eine W⁷ahl getroffen ist, die Form der anderen Flanke 6' an dem Wälzhebel α zweckmäßig unter Benutzung der Polbahnen von α und c bestimmt, wobei c³ und c als ein einziges Glied aufzufassen sind.

Auf diese Weise entsteht eine mittelbare (höhere) Paarung 6 zwischen den Gliedern a und c, die aber dem Bewegungsgesetze des Kurbelviereckes α bcd angepaßt ist; der letztere vollführt mithin trotz der Paarung 6 zwischen den Gliedern α und c seine Bewegungen gerade so, wie wenn er allein vorhanden wäre. Wenn daher umgekehrt der Wälzhebel α treibend auf den mit c verbundenen oder nur verbunden gedachten Wälzhebel c³ wirkt, so bewegt sich das Glied c genau so, wie unter dem Einflüsse der Glieder a und b.

Aus diesem Zusammenhange folgt unmittelbar, daß man das Glied c in zwei Teile, z. B. in die Glieder c c¹ und c³ c² zerlegen kann, welche mit den Flanken 7' und 7" frei aufeinander liegen, und daß trotzdem die Bewegung aus der Stellung Fig. 1 in diejenige der Fig. 2 und zurück in Fig. 1 genau so erfolgt, als wenn die beiden Glieder c c^l und c³ c² nur ein einziges Glied c bilden würden.

Folgendes sind die Bewegungsvorgänge für die durch die Fig. 1 und 2 verdeutlichten Lagen:

Treibt die Schubstange e im Sinne des Pfeiles I (Fig. 1), so treibt die Flanke 6' von α die Flanke 6" von c³ und die Flanke 7" von c³ die Flanke 7' von c¹. Der Punkt 3 des Gliedes c¹ c macht dabei genau dieselbe Bewegung, wie wenn er von den Gliedern a und b angetrieben würde.

Treibt die Schubstange e im Sinne des Pfeiles II (Fig. 2), so hebt die Koppel b den Punkt 3 des Gliedes c c¹ ; die Flanke 7' des letzteren treibt die Flanke 7" von c⁸ c² und die Flanke 6" von c³ c² folgt der Bewegung der Flanke 6' des Gliedes a, das schon von e angetrieben wird.

Wenn nunmehr das Getriebe aus der Stellung der Fig. 1 in diejenige der Fig. 3 im Sinne des Pfeiles II übergeführt wird, so legt sich eine mit α verbundene Sperrklinke f mit ihrer Flanke 8' auf eine Flanke 8" am Gliede c³ c² und hält dieses dadurch fest. Gleichzeitig wird durch die Koppel b das Glied c c¹ mitgeschleppt, wodurch sich die Flanke 7' des Hebels c¹ von der Flanke 7" des Hebels c^s abhebt. Wenn umgekehrt die Schubstange e in Fig. 3 sich im Sinne des Pfeiles I bewegt, so gleitet die Flanke 8' der Sperrklinke f auf der Flanke 8" des Hebels c³ zurück; der Punkt 3 des Gliedes c c¹ wird durch die Koppel b gehoben und die Flanke 7' des Hebels c¹ legt sich in der Mittelstellung (Fig. 1) ohne Stoß auf die Flanke 7" des Hebels c³.

In Fig. ι ist, trotzdem hier die Mittellage des Getriebes dargestellt ist, die Flanke 8' der Sperrklinke f noch nicht ganz von der Flanke 8". des Hebels c³ abgeglitten; dieses ist deswegen möglich, weil bei einer weiteren Bewegung der Schubstange e im Sinne des Pfeiles I das Verhältnis der von c³ und a durchlaufenen Winkel zunächst ein sehr kleines ist, und weil man ferner die Enden der Flanken 8' und 8" gemäß der gegenseitigen Relativbewegung der Glieder α und c³ leicht so gestalten kann, daß sie sich nicht behindern. Für die sichere Sperrung des Hebels c³ ist dieses Übergreifen aber notwendig, weil das Glied c³ c², wenn es aus der Stellung der Fig. 2 in die der Fig. 1 gekommen ist, sofort gesperrt werden muß.

Es ist noch zu bemerken, daß die Flanken 7" und 8" an dem Hebel e³ nicht in ein und derselben Fläche zu liegen brauchen; die Flanken 7' und 7" können die verschiedensten Lagen einnehmen; ebenso können auch die Sperrklinke f und der Hebel c³, die zusammen mit dem Stege d ein Gesperre bilden, die verschiedensten Formen und Lagen annehmen.

Die zweite Ausführungsform (Fig. 4 bis 6) zeigt in dieser Hinsicht zunächst beispielsweise eine andere Teilung der Schwinge c des Kurbelviereckes abcd. Die Hebel c, c² und c³ bilden ein einziges Stück, mit dem durch eine besondere Paarung 5 eine kleinere Schwinge c¹ verbunden ist, die einerseits zu dem Zapfen 3 der Koppel b führt und andererseits sich mit ihrer Flanke 7' gegen die Flanke 7" des Hebels c legt.

(Anmerkung: Die Paarung 5 zwischen den Teilgliedern des zusammengefaßten Gliedes c des Kurbelviereckes ist auch schon in der ersten Ausführungsform (Fig. 1 bis 3) vorhanden; sie fällt aber hier mit der Paarung 4 zusammen und brauchte daher nicht besonders erwähnt zu werden.)

Ferner zeigt die zweite Auführungsform (Fig. 4 bis 6) an Stelle der in Fig. 1 bis 3 angewendeten, um den Punkt 1 drehbaren Zugklinke eine um einen besonderen Zapfen 10 drehbar angeordnete Druckklinke /, die in der unten angegebenen Weise von dem Glied α verstellt wird. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die Sperrklinke / und die zu deren Flanke 8' passende Flanke des Hebels c³ leicht in andere Formen und Lagen gebracht werden kann; es ist vollkommen gleichgültig, ob sie als Zug- oder als Druckklinke angeordnet ist, ob sie zahn- oder stabförmige Gestalt hat und ob ihre Bewegungsrichtung parallel oder irgendwie geneigt oder geschränkt zu derjenigen der anderen Glieder steht; denn das Wesen der Erfindung besteht in dieser Beziehung darin, daß die Sperrklinke den Hebel c³ und die mit diesem verbundenen Teile in der mittleren Lage des Getriebes sperrt.

Die zweite Ausführungsform (Fig. 4 bis 6) enthält gegenüber der ersten (Fig. 1 bis 3) noch eine Besonderheit von großer praktischer Bedeutung.

Bei der Anwendung des Getriebes auf Steuerungen von Dampf- oder Gasmaschinen findet häufig, namentlich in der durch Fig. 3 und 6 gekennzeichneten Stellung, eine Beanspruchung des Hebelarmes c'² im Sinne einer durch den Pfeil K dargestellten Kraft statt. Es drückt alsdann der Hebel c³ mit seiner Flanke 8" auf die Flanke 8' der Sperrklinke; ist aber diese, wie in der Fig. 3, während der Sperrung beständig in Bewegung, so wird durch den Druck zwischen den Flächen 8' und 8" eine Reibung erzeugt, die als Rückdruck auf die Schubstange e und alle mit dieser verbundenen Teile zurückwirkt.

Die zweite Ausführungsform vermeidet diesen Rückdruck dadurch, daß die Sperrklinke während des durch Fig. 6 gekennzeichneten Bewegungsabschnittes ruht. Die Sperrklinke/ wird nämlich, wenn die Glieder a und b durch ihre Strecklage gehen (Fig. 4), unter Vermittlung des Umschalters g und des Ankers h plötzlich aus der Stellung Fig. 5 in die der Fig. 6 oder umgekehrt umgeschaltet. Dadurch, daß die Umschaltung, wie Fig. 4 erkennen läßt, etwas vor der Strecklage der Glieder α und b beginnt, wird der Arm c³ während des Umschaltens noch etwas nach rechts gedrückt (wozu eine entsprechende Verkleinerung der Nabe bei 1 vorzusehen ist), und es entsteht hierdurch zwischen den Flanken 8' der Klinke/ und 8" des Hebels c³ ein winziger Spielraum, der aber genügt, um die sonst entstehende Reibung der beiden Flanken aneinander zu beseitigen.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß der Hebel c³ auch noch mit einer Flanke 9" versehen werden kann, die in der Stellung Fig. 5 die Sperrklinke/ sperrt.

Der Ausschlag der Sperrklinke / und des damit verbundenen Ankers, wird durch geeignete, erforderlichenfalls verstellbare Vorrichtungen begrenzt. In den Fig. 4 bis 6 sollen i i Anschläge vorstellen, die diesem Zwecke dienen.

Das Getriebe, als Ganzes betrachtet, stellt nicht etwa eine einfache Vereinigung eines Kurbeltriebes mit einem Sperrtriebe, sondern eine organische Verbindung zweier solcher Getriebe dar, welche ein vollkommen neues Getriebe bildet und deshalb zweckmäßig den Namen »Sperrkurbelgetriebe« erhält. Diese Bezeichnung soll andeuten, daß das Getriebe während seines Bewegungszustandes zeitweise die Form eines Kurbeltriebes und zeitweise die Form eines Sperrtriebes annimmt.

Es muß noch hervorgehoben werden, daß das Kurbelviereck abcd, das den Ausgangspunkt für die Bauart des Getriebes gebildet hat, auch noch in verminderter Form benutzt werden kann. Derartige verminderte Gliederketten entstehen bekanntlich dadurch, daß einzelne Glieder beseitigt werden, indem man unmittelbare Paarungen an den einander ■ gegenüberliegenden Gliedern hervorbringt.

Im vorliegenden Falle ist es klar, daß irgend zwei beliebige Punkte des Gliedes c, wenn letzteres aus den Stellungen der Fig. 1 und 4 in diejenige der Fig. 2 oder 5 übergeführt wird, in der Ebene des Gliedes a dem Bewegungsgesetz entsprechende Linienzüge beschreiben. Diese Linieilzüge kann man an dem Gliede α körperlich ausführen und mit den körperlich ausgeführten Punkten an c paaren, wodurch das Glied c von dem Gliede a bei beiden Bewegungsvorrichtungen angetrieben wird. Mithin kann alsdann das Glied b und auch das Glied c¹ beseitigt werden, das letztere nämlich aus dem Grunde, weil bei ..der Bewegung des Getriebes aus der Stellung

der Fig. ι und 4 nach rechts hin das Glied c keine Bewegung zu machen braucht und demnach alsdann die beiden gedachten Punkte in der Ebene des Gliedes α Kreise beschreiben. Die Linienzüge auf dem Glieder setzen sich mithin zusammen aus den Schubkurven, welche dem Bewegungsgesetze bei der Drehung des Gliedes c entsprechen und aus daran anschließenden Kreisbögen. Werden die Punkte an dem Gliede c entweder unmittelbar oder als Rollen und die Linienzüge am Gliede a ebenfalls entweder unmittelbar oder als Äquidistanten, welche zu den Rollen gehören, ausgeführt, so ist die ganze Kette um b und c¹ vermindert; sie besteht dann nur noch aus den Gliedern a, c und d. Das kurvenscheibenförmige Glied α berührt das Glied c an zwei Stellen, beide Glieder sind gegenüber dem Gliede d um die beiden Zapfen 1 und 4 drehbar.

Diese Kurvenscheiben α werden entweder mit der Zugklinke / unmittelbar verbunden nach Art der Fig. 1, oder mit einem Umschalter g nach Art der Fig. 4, welcher unter Vermittlung eines Ankers h die Sperrklinke/ umstellt.

Das Getriebe mit der Kurvenscheibe bildet mithin ein vollkommenes mechanisches Äquivalent zu den zuerst.beschriebenen Getrieben.

Selbstverständlich kann man die Kurvenscheibe beliebigen Hebungsgesetzen gerade so gut anpassen wie ein Kurbelviereck; es ist dann nur nötig, das Hebungsgesetz an der Schubkurve in bekannter Weise auszubilden.

Diese so verminderten Ketten können für untergeordnete Zwecke, namentlich wenn keine allzu großen Kräfte auftreten, Verwendung finden.

Claims (7)

1. Patent-Ansprüche :

   I. Sperrkurbelgetriebe zur Hervorbringung einer regelmäßig absetzenden hin- und hergehenden Bewegung, gekennzeichnet durch die Verbindung eines Kurbelviereckes (abcd) mit einem Sperrtriebe ff c³ d) unter Einfügung einer mittel- oder unmittelbaren höheren Paarung (6', 6" und 7', 7", Fig. ι bis 3, oder 6', 6", Fig. 4 bis 6) zwischen zwei einander gegenüberliegenden Gliedern (a und c) des Kurbelviereckes und der Zerlegung des einen dieser Glieder (c) in zwei Teilglieder, die während eines. Bewegungsabschnittes aneinander liegen und während des anderen sich gegeneinander bewegen können.
2. 2. Sperrkurbelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das absetzend bewegte Glied während seiner Ruhe von einer mit dem Kurbelgetriebe verbundenen oder von diesem verstellten Sperrklinke festgehalten wird.
3. 3. Sperrkurbelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung des absetzend bewegten Gliedes schon vor der Strecklage der Kurbel und Koppel beginnt, wenn das absetzend bewegte Glied aus dem Zustande der Bewegung in den der Ruhe übergeht.
4. 4. Sperrkurbelgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke schnell durch einen Umschalter aus der wirkungslosen Lage in die Sperrlage und umgekehrt umgestellt wird, wenn die Kurbel und die Koppel durch ihre Strecklage gehen.
5. 5. Sperrkurbelgetriebe nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung dadurch reibungsfrei zwischen den Flanken (8' und 8") der Sperrklinke (f) und des Sperrstückes (c³) geschieht, daß zwischen diesen Flanken während des Umschaltens ein kleiner Spielraum entsteht.
6. 6. Sperrkurbelgetriebe nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke in ihren beiden Ruhelagen durch den Umschalter (g) gesperrt wird.
7. 7. Sperrkurbelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die grundlegende kinematische Kette (abcd) um das Glied (b) vermindert wird, indem zwischen den Gliedern (a und c) eine unmittelbare doppelte Paarung eingeführt und das Glied (a) zu einer Kurvenscheibe ausgebildet wird, die entweder unmittelbar mit einer Sperrklinke ff) verbunden ist oder unter Vermittlung eines Auslösers (g) und eines Ankers (Yi) die Sperrklinke

   ff) umstellt. 1°°

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.