DE164917C

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Publication number: DE164917C
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Λ* 164917 KLASSE AIh.

Die Erfindung besteht in einer Vorrichtung, welche gestattet, in einfacher und sicherer Weise eine Drehbewegung in eine schraubenförmige oder auch in eine ausschließlich hin- und hergehende Bewegung umzusetzen, ohne dabei Zahnräder, Schneckengetriebe oder sonstige einer raschen Abnutzung unterworfene Zwischenglieder verwenden zu müssen.

Bei der neuen Vorrichtung sind zwei sich

ίο in gleicher Richtung drehende Kraftmaschinen, Dampfturbinen, Rotationsdampfmaschinen, vorteilhaft jedoch Elektromotoren vorgesehen, deren Umdrehungsgeschwindigkeiten abwechselnd gegeneinander vergrößert und vermindert werden. Die Kraftmaschinen übertragen ihre Drehbewegung auf ein Schraubengetriebe, dessen einer Teil, etwa die Mutter, fest mit dem einen Motor verbunden ist, während der andere Teil, etwa der Schraubenkörper, verschiebbar, aber nicht drehbar mit dem anderen Motor verbunden ist. Bei dieser Anordnung bewirkt der Unterschied in der Umlaufgeschwindigkeit der beiden Motoren, je nachdem, welcher Motor die höhere Umlaufgeschwindigkeit hat, eine drehende und hin- und hergehende Bewegung des verschiebbaren Schraubenteils, mit dem die anzutreibende Vorrichtung verbunden ist.

Auf der Zeichnung ist Fig. 1 eine Ausführungsform der neuen Vorrichtung im Längsschnitt. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1, wobei die Anordnung der Motoren und Schrauben schematisch dargestellt ist.

Mit dem Anker eines Elektromotors α ist eine mit Innengewinde versehene Schraubenmutter b fest verbunden, welche in Kammlagern c gelagert ist. In der Schraubenmutter b ist eine Schraube d auf der Ankerwelle eines zweiten Motors f verschiebbar gelagert. Die Schraube d wird an einer Drehung um die Welle e dadurch verhindert, daß das äußere Ende g dieser Welle vierkantig ausgebildet ist. Die Drehung könnte auch durch Nut und Feder oder in anderer Weise verhindert werden. Fest verbunden mit der Schraube d, am besten mit derselben aus einem Stück bestehend, ist eine Stange h, in welche das vierkantige Ende g der Welle e hineinragt. Mit dieser Stange ist das Gestange der anzutreibenden Vorrichtung, der Arbeitsmaschine ο. dgl. derartig gekuppelt, daß auf dasselbe entweder die Drehbewegung und Hin- und Herbewegung oder nur die Hin- und Herbewegung übertragen wird.

Die Zuführung des Stromes zu den beiden Elektromotoren α und f wird durch eine Schaltvorrichtung derart geregelt, daß die Umlaufgeschwindigkeiten der Motoren sich gegeneinander abwechselnd vergrößern oder verkleinern. Der Antrieb der Schaltvorrichtung erfolgt selbsttätig von irgend einem sich bewegenden Teil der Maschine aus. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem nur an der Hin- und Herbewegung der Schraube d teilnehmenden Kopf der Stange h ein Arm k vorgesehen, der die Hin- und Herbewegung der Stange h auf die Spindel 1

der Schaltvorrichtung überträgt, welche weiter unten beschrieben ist, jedoch keinen Teil der Erfindung bildet.

Laufen bei der beschriebenen Anordnung beide Motoren α und f in gleichem Drehsinne und mit gleicher Umlaufgeschwindigkeit, dann wird eine Wirkung, d. h. eine Verschiebung der Schraube d nicht erfolgen, da in diesem Falle eine relative Bewegung zwisehen Mutter b und Schraube d nicht eintritt.

Erhält der eine der Motoren von der Anlaßvorrichtung aus eine höhere Umdrehungsgeschwindigkeit als der andere, dann wird die Schraube d nach der einen oder anderen Seite bewegt. Die Be\vegungsrichtung der Schraube d hängt davon ab, welcher der beiden Motoren die höhere Umlaufgeschwindigkeit hat. Läuft bei dem gezeichneten Gewinde und der durch die Pfeile angezeigten Drehrichtung der Motor α mit der höheren Umlaufgeschwindigkeit, dann wird die Schraube d nach rechts bewegt. Sie wird nach links bewegt, wenn der Motor f sich schneller dreht.

In dem Augenblick der Bewegungsumkehr laufen beide Motoren mit derselben Umlaufgeschwindigkeit. Je größer in jedem Falle der Unterschied in den Umlaufgeschwindigkeiten der beiden Motoren ist, um so schneller wird die Schraube d verschoben. Zweckmäßig wird der Unterschied in der Umlaufgeschwindigkeit der beiden Motoren durch Vermehrung der Umdrehungsgeschwindigkeit des einen Motors und gleichzeitige Verminderung der Umlaufgeschwindigkeit des anderen hervorgebracht. Hierdurch wird erreicht, daß die Umlaufgeschwindigkeit der Motoren in der Nähe der normalen bleibt, so daß eine ungünstige Belastung und damit eine wesentliche Herabminderung des Nutzeffektes der Motoren vermieden wird.

Anstatt die Welle e des Motors/ fest mit der Nabe zu verbinden und die Schraube d über dem vierkantigen Ende g dieser Welle verschiebbar zu machen, kann man auch die Welle e und die Schraube d aus einem Stück herstellen. Alsdann nimmt die Welle e nicht nur an der kreisenden, sondern auch an der hin- und hergehenden Bewegung teil und muß daher in diesem Falle in der Nabe des Motors ■/ verschiebbar, aber nicht drehbar sein. ■ Auch kann man die Mutter b und die Schraube d vertauschen, indem man die Mutter verschiebbar macht und die Schraube, welche alsdann ebenso wie im vorhin erwähnten Falle mit der Welle e aus einem Stück besteht, unverschiebbar lagert.

Der wesentlichste Teil der Schaltvorrichtung ist der Stromschlußschlitten 2, welcher in einem Hohlzylinder hin- und hergeschoben wird. Der Deutlichkeit der Darstellung halber ist der Stromschlußschlitten in einer Endstellung gezeichnet, obschon sich die Schraubet nach der Zeichnung in der Mittellage befindet.

Der Hohlzylinder besteht aus vier Mantelsegmenten 3, 4, 5 und 6, welche voneinander isoliert sind. Das Mantelsegment 3 ist in einzelne Ringstücke unterteilt, zwischen denen Widerstandsspulen 7, 8, 9, 10 und 11,12, 13, 14 liegen. Die beiden sich wagerecht gegenüberliegenden Mantelsegmente 4 und 6 bilden längs des ganzen Hohlzylinders ununterbrochen laufende Schienen für die Durchleitung des Stromes nach den beiden Motoren α und f. Die Hin- und Herbewegung des Stromschlußschlittens im Innern des Hohlzylinders erfolgt nach der Darstellung der Zeichnung durch die Spindel 1; bei der praktischen Ausführung wird man jedoch die Schaltvorrichtung zweckmäßig unmittelbar auf der verlängerten Maschinenachse anordnen.

Die Umschaltung des einen Motors auf die Stromstärke des anderen erfolgt am Hubende durch Anschlag des an den Enden schraubenförmig gestalteten Stromschlußschlittens 2 an entsprechend geformte feste Anschlagstücke 15 und 16. Da der Stromschlußschlitten drehbar auf der durchgehenden, in den Anschlagstücken 15 und 16 gelagerten Spindel 1 angeordnet ist, so dreht er sich beim Anschlagen an eins der Anschlagstücke um einen der Steigung der Anschlagstücke entsprechenden Winkel, in der Zeichnung um 90⁰.

Da es darauf ankommt, daß am Hubende des Getriebes die Steuerung derart arbeitet, daß ein Stillstand des Getriebes nicht eintreten kann, solange Strom zugeführt wird, so muß die Schaltvorrichtung eher umgesteuert sein, als das Getriebe zum Stillstand kommen kann. Dies kann durch die lebendige Kraft des Getriebes leicht erreicht werden. Sind dann noch die Widerstände so angeordnet, daß sich nie zwei gleichstarke Widerstandseinschaltungen bilden können, dann wird stets der eine Motor schneller laufen. Daß sich nie zwei gleich starke Widerstandseinschaltungen bilden können, wird unter Benutzung einer no einzigen Stromquelle erreicht durch die auf dem Hohlzylinder verteilten Widerstände, welche abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden.

Der von dem Stromerzeuger 17 kommende Strom tritt bei 18 in das Mantelsegment 3 ein. Von hier fließt der Strom durch die vorgeschalteten Widerstände in den Stromschlußschlitten 2, der zwei von dem Mittelstück isolierte Flügel 19 und 20 hat, die je nach der Stellung des Stromschlußschlittens die Mantelsegmente 6 und 5 und 3 und 4

oder aber 6 und 3 und 5 und 4 verbinden. Von den Flügeln des Stromschlußschlittens fließt der Strom den beiden Motoren α und/ nach den bekannten Gesetzen der Stromverteilung durch die Seitenschienen 6 und 4 zu. Vom Punkte 18 fließt der Strom nacheinander durch die Widerstände 7, 8, 9 und 10, von hier durch das letzte linksseitige Ringstück 23 des Mantelsegmentes 3 in den Flügel 19 des Stromschiußschlittens und von hier in die ununterbrochene Schiene 4. Von der Schiene 4 fließt der Strom durch die Leitung 21 zu dem Motor α und durch die Lei- · tung 22 zu der Stromquelle 17 zurück. Dem Motor α sind also die Widerstände 7, 8, 9 und 10 vorgeschaltet.

Zu dem Motor / fließt der Strom auf folgendem Wege: Von der Stromquelle 17 zum Punkt 18, von hier durch die Widerstände 7, 8, 9 und 10 in das letzte Ringstück 23 des Mantelsegmentes 3. Von hier aus fließt der Strom durch den Widerstand 24 in das Mantelsegment 5, tritt von diesem in den . Flügel 20 des Stromschluß-Schlittens über, von wo .er in die Seitenschiene 6 gelangt, die durch die Leitung 25 an den Motor/ angeschlossen ist. Vom Motor / fließt der Strom durch die Leitung 26 zu der Stromquelle 17 zurück. Dem Motor/

sind demnach die Widerstände 7, 8, 9, IO und 24 vorgeschaltet,, während dem Motor α nur die Widerstände 7, 8, 9 und io vorgeschaltet waren, so daß der Motor α schneller umläuft. Soll nun umgesteuert werden oder der Motor/ schneller laufen als der Motor a, so müssen die Flügel des Stromschiußschlittens um 90⁰ gedreht werden, was selbsttätig durch das Anschlagstück 15 und am anderen Hubende durch das Anschlagstück 16 geschieht.

Durch diese Drehung des Stromschiußschlittens wird der Widerstand 24, der. bisher dem Motor / vorgeschaltet war, dem Motor α vorgeschaltet. Ist nun der Widerstand 24 erheblich größer als die übrigen Widerstände 7 bis 10 im einzelnen, so tritt durch die Drehung des Stromschiußschlittens um 90⁰ eine starke Änderung des Widerstandes für Motor / zu seinen. Gunsten, für Motor α zu seinen Ungunsren ein, so daß dann der Motor/schneller umläuft und die Schraube d in entgegengesetzter Richtung verschoben wird.

Am anderen Hubende arbeitet die Schaltung ganz entsprechend, indem dann der Stromschlußschlitten gegen den Anschlag 16 trifft und durch Umschaltung des Widerstandes 27 die Schraube d umsteuert.

Anstatt Widerstände ein- oder auszuschalten, können auch Akkumulatorenzellen ein- oder ausgeschaltet werden. Auch ist jede Art, die in die Widerstände abgeleitete Energie durch Einschaltung von Motoren wiederzugewinnen, zulässig und möglich.

Die Steuerung des Motoren- und Schraubensystems kann auch von Hand erfolgen, wobei die Umsteuerung an jedem beliebigen Punkte des Schraubenhubes erfolgen und die Geschwindigkeit der Schraubenverschiebung während des Hubes beliebig geändert werden kann.

Claims

Pate nt-Ansprüche:

ι. Getriebe zur'Umsetzung einer raschen Drehbewegung in eine schraubenförmige oder hin- und hergehende Bewegung zum Antrieb von Arbeitsmaschinen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Umdrehungsgeschwindigkeiten zweier sich in gleicher Richtung drehenden Kraftmaschinen abwechselnd gegeneinander verändert werden und der Unterschied dieser Umdrehungsgeschwindigkeiten durch ein Schraubengetriebe aufgenommen wird, von dem ein Teil (z. B. die Schraubenmutter) fest mit der einen Kraftmaschine und der andere Teil (z. B. die Schraubenspindel), woran die anzutreibende Vorrichtung befestigt ist, hin- und herschiebbar, jedoch mit der Welle der anderen Kraftmaschine undrehbar verbunden ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftmaschinen Elektromotoren benutzt werden, deren Umlaufgeschwindigkeiten bei der Verschiebung des Schraubengetriebes durch Widerstände oder ähnliche, eine Änderung der Umlaufgeschwindigkeit herbeiführende Mittel selbsttätig und abwechselnd gegeneinander geändert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.