DE209802C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 209802 KLASSE 47ä. GRUPPE

(Rhode Isl., V. St. A.).

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Planetenradgetriebe mit zeitweilig veränderlicher Geschwindigkeit, mittels dessen dem getriebenen Glied gegenüber dem mit ihm gewohnlich gekuppelten treibenden Glied zeitweilig-eine voreilende oder rückläufige Geschwindigkeit erteilt werden soll.

Gemäß vorliegender Erfindung wird die Ge-• schwindigkeit des getriebenen Gliedes dadurch ίο geändert, daß dem gewöhnlich undrehbaren^ Planetenrad durch Vermittlung eines einstellbaren Schaltwerkes zeitweilig eine Drehbewegung erteilt wird, durch welche die getriebene Welle die erwähnte voreilende oder rückläufige Geschwindigkeit erhält.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigt:
Fig. ι eine Vorderansicht des Erfindungsgegenstandes,

Fig. 2 eine im Längsschnitt nach Linie a-a der Fig. 1 dargestellte Seitenansicht, in der Richtung des Pfeiles A gesehen,

Fig. 3 eine Nebenkupplung des Getriebes im Schnitt nach Linie b-b durch Fig. 1, in Richtung des Pfeiles B gesehen,

Fig. 4 und 5 die Schaltvorrichtung in zwei entgegengesetzten Stellungen,

Fig. 6, 7, 8 und 9 schematische Darstellungen verschiedener Phasen der Bewegung des Planetenrades.

Fig. 10 und 11 sind Einzeldarstellungen der Einstellungsskalen.

Fig. 12 ist eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 13 ein Längsschnitt nach Linie c-c der Fig. 12, in der Richtung des Pfeiles C gesehen, und

Fig. 14 ist eine Schaltkupplung aus Fig. 13.

Die Triebwelle 4 treibt durch ein Zahnradvorgelege 5, 6, 7, 8 und 9 eine AYelle 2, welche im Lager 3 gelagert ist. Das Zahnrad 9' ist auf der Welle 2 lose drehbar, doch ist es mit derselben durch die auf der Welle 2 festsitzende Scheibe 10 gekuppelt. Die Verbindung dieses Zahnrades 9 mit der Scheibe 10 bewirkt ein Zahnrad 11, welches mit dem Innenzahnkranz 12 des Zahnrades 9 in Eingriff steht.

Das Zahnrad 11 wird an einer unabhängigen Drehung durch Reibungsteile verhindert, welche so angeordnet und eingestellt sind, daß bei Drehung der Welle 2 von der Welle 4 aus durch das Getriebe 5, 6, 7, 8 und 9 eine Dre-,hung des Zahnrades 11 nicht stattfindet. Jedoch ist ein Schaltwerk angeordnet, um dieses Zahnrad 11· zu drehen, zum Zweck, die Drehbewegung des Zahnrades 9, welche gewöhnlich mit unveränderter Geschwindigkeit auf die Welle 2 übertragen wird, zu ändern.

Dieses Schaltwerk besteht aus einer kegeligen Hülse 13, einer Feder 14 und einem Schaltrad 15. Letzteres ist auf dem Ende 16 der kegeligen Hülse 13 aufgeschraubt. Der kegelige Teil der Hülse selbst ist in einer Ausnehmung der Scheibe 10 gebettet und wird durch eine Feder 14 derart festgehalten, daß dem Bestreben der Drehung der Hülse Widerstand geleistet wird.

Die Hülse 13 ist mit der Welle 17 fest verbunden. Die Feder 14 ist zwischen dem Kragen 18 der Nabe 19, in welcher die Hülse 13 gelagert ist, und zwischen dem Sperrad 15 gebettet und hat das Bestreben, letzteres nach

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außen zu drücken, während sie die Hülse 13, wie schon erwähnt, festzuhalten bestrebt ist.

Auf dem Ende der Welle 17 ist ein Klinkenarm 20 angeordnet, der durch eine Feder 21, die gegen eine zweite Feder 22 drückt, kraft-. schlüssig in seiner Stellung gehalten wird. Wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich ist, trägt der Klinkenarm'20 eine -Klinke 23, welche um einen Zapfen 24 drehbar ist und in die Zähne des Schaltrades 15 eingreift. 25 ist ein Anschlagstift, welcher die Bewegung der Klinke 23 um ihren' Zapfen 24 begrenzt und den Zweck hat, die Bewegung der Klinke auf ihrem Arm 20 über jenes Maß hinaus zu verhindern, das notwendig ist, um die Klinke mit den Zähnen 26 des Schaltrades außer Eingriff zu heben, falls aber eine größere Bewegung dieser Klinke erfolgt, dieselbe auf den Arm 20 zu übertragen und letzteren derart zu verschieben, daß die Klinke mit den Zähnen des Schaltrades 15 abermals in Eingriff kommt. Die Klinke 23 ist durch einen Gelenkhebel 27 mit einem einstellbaren Zapfen 28 verbunden. Dieser bildet vorteilhaft den Kurbelzapfen 28 einer Kurbel 29 (Fig. 2), welche auf. einer Welle 30 angeordnet ist, die zu der Welle 2 exzentrisch liegt. Die Exzentrizität dieser Welle ist vorteilhaft gleich dem Hub des Zapfens 28, so daß dieser durch Drehung des Zapfens 30 zur Welle 2 konzentrisch eingestellt werden kann, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist. Fig. 5 zeigt den Kurbelzapfen in seiner äußersten Exzentrizitätsstell-ung zur Welle 2. Wenn der Kurbelzapfen zur Welle 2 konzentrisch eingestellt ist, beeinflußt er bei der Umlaufbewegung des Schaltrades 15 die Klinke 23 nicht, die in diesem Fall eingerückt bleibt (Fig. 4), und es erfolgt keine Drehung des Zahnrades 11, so daß also die Welle 2 mit derselben Geschwindigkeit gedreht wird wie das Zahnrad 9.

Wenn aber der Kurbelzapfen 28 exzentrisch zur Welle 2 liegt, so verursacht er bei der Umlaufbewegung des Schaltrades 15 "eine Bewegung des Klinkenarmes 20 und beeinflußt die Tätigkeit der in Eingriff mit dem Schaltrad 15 stehenden Klinke 23 derart, daß dieses Schaltrad um einen Bruchteil einer Umdrehung gedreht wird, dessen Ausmaß abhängt von dem Hub des Klinkenarmes 20. Bei dieser Drehung nimmt das Schaltrad 15 das Zahnrad 11 mit, welches sich auf diese Weise auf dem Zahnkranz 12 abrollt und das Glied 10 und damit die Welle 2 mitführt, so daß letztere sich mit einer von dem Zahnrad 9 verschiedenen Geschwindigkeit dreht. Besitzt beispielsweise der Zahnkranz 12 160 Zähne, und dreht sich das Zahnrad 11 unter dem Einfluß des Kurbelzapfens 28 und der Klinke 23 um einen derselben, so wird sich das Glied 10 für jede Umdrehung des Zahnrades 9 je nach Drehrichtung des Zahnrades 11 um V₁₀₀ einer Umdrehung mehr oder weniger drehen als das Zahnrad 9. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Drehrichtung des Zahnrades 9 durch den PfeilD angedeutet (Fig. 6), und die Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 auf dem Rad 9 unter dem Einfluß des Schaltwerkes erfolgt in Richtung des Pfeiles E, so daß für jede volle Umdrehung des Zahnrades 9 die Welle 2 nur ¹⁵V₁₆₀ einer Umdrehung ausführen wird. Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltvorrichtung ist aus den in den Fig. 4, 5, 6, 7, 8 und 9 dargestellten einzelnen Stellungen erkenntlich.

Das Zahnrad 11 durchläuft auf seinem Wege um die Welle 2 eine exzentrische Bahn um den Kurbelzapfen 28, und die in dieser Bahn dem Kurbelzapfen nächsten und entferntesten Punkte sind jene, welche das Zahnrad 11 erreicht, wenn seine Achse, die der Welle 2 und die Achse des Kurbelzapfens 28 in einer Ebene liegen, die durch die Linie e-f in Fig. 6 angedeutet ist. Es ist ferner ersichtlich, daß, während das Zahnrad den sich von e-f auf dem Zahnkranz erstreckenden Weg durchläuft, der Klinkenarm 20 und der Gelenkarm 27 scherenartig gegeneinander schließen. Dies geht ganz besonders aus den Fig. 6 und 7 hervor, in deren ersterer die Stellung der Teile dargestellt ist, wenn das Zahnrad 11 den Punkt e verlassen hat, wobei der Klinkendrehpunkt 24 innerhalb der den Zahnkranz 12 andeutenden Linie liegt, während der Klinkenarm 20 von dem Gelenkarin 27 entfernt liegt. Fig. 7 zeigt .die Stellung der Teile, wenn sich das Zahnrad 11 dem Punkt f nähert, und es ist ersichtlich, daß sich in dieser Stellung der Klinkenarm 20 gegen den Gelenkarm 27 zu schließt und den Klinkendrehpunkt 24 radial gegen die Zahnkranzspur 12 hinbewegt.

Bei dieser Bewegung wird zunächst die Nase der Klinke 23 aus den Zähnen 26 des Schaltrades 15 ausgehoben und gegen den Anschlag 25 angelegt/worauf sowohl die Klinke 23 als auch der Klinkenarm 20 an dem Sehaltrad zurückbewegt werden, bis der Punkt / der Bahn erreicht ist. Wenn der Punkt / überschritten ist, entfernt sich das Zahnrad 11 auf seiner Weiterbewegung wieder von dem Kurbeizapfen 28, wodurch der Klinkenarm 20 und der Gelenkarm 27 scherenartig auseinanderbewegt werden. Dies verursacht eine entgegengesetzte Bewegung des Klinkenarmes 20. Der erste Anzug des Gelenkes 27 bewegt die Klinke und' das Schaltrad räumlich weiter, dreht das Zahnrad 11 derart, · daß es sich auf dem Spurkranz 12 zurückbewegt und die Drehung der Welle 2 verzögert.

In Fig. 8 ist die Lage der beschriebenen Teile in einer Zwischenstellung dargestellt, und Fig. 9 zeigt die Lage der Teile, wenn der

Punkt e der Bahn nahezu erreicht ist. In Fig. 5 deuten die Linien g-h und g-i das Bewegungsmaß der Klinke 23 auf dem Schaltrad 15 an, während F und G (Fig. 6 bis 9) die Richtungen der Bewegung des Klinkenarmes 20 anzeigen.

Wie aus den Fig. 2 und 10 hervorgeht, ist die Kurbelwelle 30 in einem Lager 31 angeordnet und trägt an ihrem anderen Ende eine gezahnte Scheibenskala 32. Eine zweite Scheibe 33 ist an einem Hebel 34 befestigt, welcher durch Schraube 36 an dem Gestell 35 befestigt ist.

Die Scheibe 33 ist an einem Zapfen 37 befestigt, welcher mit einem Zahnrad 38 versehen ist, das mit den Zähnen der Skala 32 durch eine Feder 39 in Eingriff gehalten wird, welche, an dem Hebel 34 befestigt, sich gegen einen Anguß 40 des Gestelles stützt. :

Die Skala 32 hat eine Einteilung, aufweicher die Einstellung der Schaltvorrichtung auf ein gewünschtes Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Zahnrad 9 und Welle 2 erfolgen kann; die Skala 33 dient zur Feineinstellung.

Wenn beispielsweise mit der Skala 32 allein das Verhältnis ο: 5 eingestellt werden soll, kann die Feder 39 von dem Anguß 40 abgenommen werden, wodurch das Zahnrad 38 mit der Scheibe 32 außer Eingriff gebracht wird.

Diese Scheibe kann dann auf dem Punkt 5 gedreht werden, worauf die Scheibe 33 mit der Scheibe 32 dadurch wieder in Eingriff gebracht wird, daß die Feder 39 wieder gegen den Anguß 40 angelegt wird. Dann kann mit der Skala 33 jede gewünschte Feineinstellung erreicht werden. Der Nullpunkt der Einstellung für die Scheibe 32 ist an einem einstellbaren Finger 41 angeordnet, der durch Stellschraube 42 in dem Arm 43 des Hebels 34 befestigt ist. Durch diese Einrichtung kann für jede Maschine der Nullpunkt leicht festgestellt werden.

Auf der Skala 33 spielt ein federnder Zeiger 44, welcher mittels einer Schraube 45 am Rücken des Hebels 34 befestigt ist und durch die Öffnung 46 (s. Fig. 11) hindurchragt. Dieser Zeiger steht in Eingriff mit den Randkerben 47 der Scheibe 33 (Fig. 10).

Es ist unter gewissen Umständen erwünscht, die Welle 2 von der Triebwelle 4 zu entkuppeln. Dies wird hier erreicht durch besondere Einrichtung der Zahnräder 7 und 8, welche auf der Welle 48 angeordnet sind (Fig. 2 und 3). Diese Hohlwelle ist mit einem kegelig verjüngten Kopf 49 versehen, auf welchem der Zahnkranz 8 sitzt. Durch die Welle 48 hindurch ragt eine Stange 50, welche an einem Ende eine Platte 51 trägt, die gegen den Zahnkranz 8 anliegt, während an dem anderen Ende ein Handgriff 52 aufgeschraubt ist, dessen Nabe gegen das Zahnrad 7 drückt. Der kegelig verjüngte Kopf 49 bildet, wie ersichtlich ist, eine Reibkupplung. Wenn der Handgriff 52 angezogen wird, drückt die Platte 51 gegen das Zahnrad 8 und bringt dasselbe in Eingriff mit dem Kopf 49, wodurch die Welle 4 mit der Welle 2 gekuppelt wird. Bei entgegengesetzter Drehung des Handgriffes 52 erfolgt die Entkupplung dieser Welle.

In Fig. 12 und 13 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Kuppelvorrichtung für das ^: Zahnrad 11 dargestellt. Die Welle 2 ist wieder mit einem auf derselben lose drehbaren Zahnrad 9 versehen, und das Zahnrad 11, welches mit dem Zahnkranz des letzteren in Eingriff steht, bewirkt die Kupplung zwischen 10 und 9. Zu diesem Zweck ist das Schaltrad zur Bewegung des Zahnrades 11 von verschiedener Bauart. Auf der Welle 17 sind zwei Kupplungsteile 53 und_54 mit entgegengesetzt geneigten Zähnen angeordnet, wie aus Fig. 14 ersichtlich ist. Auf den aneinanderstoßenden Naben 55 und 56 dieser Kupplungsteile sitzt ein spulenartig ausgebildeter Kupplungsteil 57, welcher so kurz ist, daß er jederzeit nur mit einer der Kupplungen 53 oder 54 in Eingriff treten und zu diesem Zweck auf den Naben 55 und 56 hin und her bewegt werden kann. Das Mittelstück 58 des Kupplungsteiles 57 ist mit Zähnen versehen, welche mit go den Zähnen 59 einer Gabel 60 in Eingriff stehen. Diese Gabel 60 sitzt auf einem Kurbelzapfen 61, welcher dem bei Fig. 2 beschrie- ■ benen Kurbelzapfen 28 entspricht und ähnlich wie dieser einstellbar ist. Die Umlaufbewegung des Zahnrades 11 um die Welle 2 verursacht eine Bewegung der Gabel 60 auf dem Rad 58 der Kupplung 57, wenn der Kurbelzapfen 61 zur Welle 2 exzentrisch liegt. Die Drehung dieser Kupplung 57 in einer Riehtung verursacht ihr Außereingrifftreten mit den Zähnen der mit ihr in Eingriff stehenden Schaltkupplungen 53 oder 54, und entgegengesetzte Drehung der Kupplung 57 verursacht das Wiederineingrifftreten und die Drehung des Zahnrades 11 in der schon beschriebenen Weise, um die Geschwindigkeit zwischen Zahnrad 9 und,Welle 2 zu ändern.

Der Gabel 60 benachbart ist eine zweite Gabel 62. Der eine Arm derselben ist dem einen, der zweite Arm dem anderen kegelförmigen Teil der Kupplung 57 benachbart. Beide Arme sind diesen Teilen entsprechend abgeschrägt. Die Gabel 62 sitzt mit Reibung auf , dem kegelförmigen Kurbelzapfen 61. Die Nabe dieser Gabel wird durch, die Wirkung einer in einer Nut 64 der Kurbel 72 gebetteten Feder 63 gegen die Zapfenflächen gedrückt. Während der Bewegung des Zahnrades 11 um die Welle 2 stößt je nach der Drehrichtung der eine oder der andere Arm der Gabel 62 gegen die entsprechenden kegelförmigen Teile der

Kupplung 57, wodurch diese Kupplung achsial verschobeh wird und je nach der Drehrichtung mit der Kupplung 53 oder mit der Kupplung 54 (Fig. 14) in Eingriff gelangt.
Wenn das Planetenrad sich in der einen Richtung um die Achse 2 bewegt, so ist der Kupplungsteil 57 stets mit der Kupplung 53 in Eingriff. Es ist nur ein Satz von Zähnen' auf der Stange 60 vorhanden, so daß diese eine ständige Vorwärtsbewegung des Zahnrades 11 durch Vermittlung des Zahnrades 58 verursachen wird. Wenn es aber erforderlich ist, das Planetenrad um die Achse 2 in entgegengesetzter Richtung zu drehen, dann bringt die Kupplungsstange 62 den Kupplungsteil 57 mit der Kupplung 54 in Eingriff. Wenn nun der Teil 60 das Zahnrad 58 bewegt, so wird das Zahnrad 11 in entgegengesetzter Richtung getrieben im Vergleich zu derjenigen, mit weleher es getrieben wurde, als der Kupplungsteil 57 mit der Kupplung 53 in Eingriff war. Die Einstellung der Exzentrizität des Kurbelzapfens erfolgt durch den Arm 65, welcher mit der Kurbelwelle 66 verbunden ist. Dieser Arm besitzt einen Zeiger 67, welcher sich über eine Bogenteilung 68 bewegt, die an dem Gestell 69 befestigt ist. Wie aus Fig. 12 ersichtlich ist, ist diese Bogenteilung mit Anschlägen 70 und 71 versehen, um die Bewegung des Zeigers 67 zu begrenzen.

Dieses Getriebe eignet sich insbesondere für den Betrieb von Spulmaschinen zur Herstellung von Kreuzspulen, bei welchen, wie üblich, die Geschwindigkeit des Fadenführers unabhängig von der Geschwindigkeit der Spulvorrichtung geändert werden soll, um z. B. das jeweilige Umkehren des Fadenführers nur ein wenig später als das vorhergehende Umkehren desselben in bezug auf die Spulenstellung erfolgen zu. lassen oder aber der Spule selbst eine überschüssige Drehung zu erteilen, bis der Faden über die vorhergehende Windung hinweggelegt ist, so daß also die Spulenhülse nicht nur so viel Umdrehungen macht, als Fadenwindungen von Ende zu Ende der Spule bei einem Hub des Fadenführers aufgelegt werden, sondern noch eine weitere Bewegung zurücklegen muß, und zwar, wie bekannt, um so viel, als nötig ist, um den Faden nach der Außenseite der vorhergehenden Windung zu legen, derart, daß die Wendepunkte am Spulenende nicht übereinander zu liegen kommen, sondern übereinander nachfolgend hinweggelegt werden. Es ist hierbei unwesentlich, ob dieser Bewegungsunterschied der Spulenhülse oder dem Fadenführer zugeteilt wird. Die Welle 2 stellt beispielsweise die Wickelspindel oder Welle einer Spulmaschine vor, und das Getriebe 5, 6, 7, 8 und 9 bestimmt die Anzahl von Wicklungen oder die Teile einer einzigen Wicklung, innerhalb welcher der aufgewickelte Faden zwischen den Enden der Spulen aufgelegt.wird.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Planetenradgetriebe mit zeitweilig veränderlicher Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (17) des Planetenrades (11) in einer in dem starr mit der getriebenen Welle (2) verbundenen Kuppelstück (10) gegen willkürliche Drehung gewöhnlich gesperrt gehaltenen Muffe (13) befestigt ist, aber unter \^ermittlung eines auf dieser Muffe befestigten Schaltrades (15) durch ein einstellbares Schaltwerk zeitweilig zur Drehung veranlaßt wird, derart, daß das Planetenrad (11), auf dem treibenden Rad (9) abrollend, die Geschwindigkeit der getriebenen Welk (2) je nach seiner Drehungsrich-¹ tung beschleunigt oder verzögert.

2. Planetenradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (15) unter Vermittlung einer durch einen Schaltarm (20) bewegten Klinke.(23) beeinflußt wird, welche durch einen Gelenkarm (2y) mit einem einstellbaren Kurbelzapfen (28) verbunden ist, durch dessen exzentrische Einstellung zur getriebenen Welle eine Drehung des Schaltrades herbeigeführt und das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem getriebenen und dem treibenden^: Glied zeitweilig geändert werden kann.

3. Planetenradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelzapfen (28) mittels einer auf seiner Welle (30) befestigten Skalenscheibe (32) und eines Zeigers eingestellt werden kann, während zur Feineinstellung eine Skalenscheibe (33) angeordnet ist, welche mittels eines Zahnrades (38) mit der Skalenscheibe (32) in Eingriff steht.

4. Planetenradgetriebe nach'Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (17) des Zahnrades (11) Kupplungsteile (53, 54) angeordnet sind, welche mit einer verschiebbaren Kupplungsmuffe (.57) abwechselnd in und außer Eingriff gebracht werden, wenn die auf einem exzentrischen Zapfen (61) angeordneten Einrückgabeln (60 und 62) eine Drehung und Verschiebung der Scheibenkupplung (57) bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.